§10. Регуляция процессов жизнедеятельности в клетке

Вспомните. Задание №1

Какие вещества называют катализаторами?

Ответ:

Катализатор — химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не расходующееся в процессе реакции.

Задание №2

Что такое ферменты и каковаих роль в химических реакциях?

Ответ:

Ферменты – это белковые молекулы, которые синтезируются живыми клетками. Все процессы метаболизма в живом организме осуществляются с участием ферментов. При этом ферменты отличаются высокой специфичностью действия, т.е. каждый фермент катализирует в основном только определённую химическую реакцию. Ферменты увеличивают скорость химических реакций в тысячи и миллионы раз.

Задание №3

Какие витамины вам известны? Какова их роль?

Ответ:

Витамины — соединения, необходимые в малых количествах для нормальной жизнедеятельности организмов. Различают жирорастворимые (A, D, E и K) и водорастворимые (B, C, PP и др.) витамины. Витамины играют большую роль в обмене веществ и других процессах жизнедеятельности биологической системы.

Моя лаборатория. Задание №1

В каждой аптечке первой помощи имеется перекись водорода — 3%−ный раствор пероксида водорода ($H_{2}O_{2}$), который применяют при первичной обработке ран в качестве бактерицидного средства. Пероксид водорода может образовываться в организме как побочный продукт обмена веществ, поэтому в живых клетках всегда содержатся ферменты,способствующие его нейтрализации. Попробуйте убедиться в этом, разработав соответствующий эксперимент, используя в качестве материалов перекись водорода, сырой и варёный картофель (мясной фарш). Сформулируйте цель эксперимента и разработайте методику его проведения. Под руководством учителя проведите эксперимент и сделайте соответствующие выводы.

Ответ:

Цель работы: при каких условиях пероксид водорода будет нейтрализоваться в организме.
Оборудование: перекись водорода 3% ($H_{2}O_{2}$), сырой и варёный картофель (мясной фарш).
Если в тару с сырым мясом налить пероксид водорода, то начнет происходить каталитическая реакция разложения перекиси водорода пероксидазой, при этом реакция будет сопровождаться выделением кислорода в атмосферу. И красный, кровяной окрас свежего мяса обесцветится. Так как связи валентных оксидов железа содержащихся в кровяных тельцах разрушатся под действием агрессивной среды пероксида водорода.
Если же перекись водорода налить в кастрюлю с вареным мясом, то реакции наблюдаться не будет. Выделение кислорода не прослеживается, пероксид будет находиться в своем стабильном насыщенном состоянии, так как белки содержащиеся в мясе прошли денатуратный этап. Фермент не работает, разрушившись под воздействием термической обработки. Простыми словами белок свернулся изменив свою структуру, которая в свою очередь не прореагирует с реагентом.
Вывод: В сыром картофеле с фаршем содержится фермент пероксидаза, под действием которого разлагается перекись водорода. При варке структура каталазы разрушается, поэтому перекись водорода на варёном картофеле не разлагается.

Вопросы. Задание №1

Какие вещества называют катализаторами?

Ответ:

Катализаторами называют вещества, изменяющие скорость химической реакции, но не входящие в состав продуктов реакции.

Задание №2

Какую роль играют ферменты в клетке?

Ответ:

Каталитической способностью обладают некоторые молекулы РНК, однако основными биокатализаторами в клетке являются ферменты. Одни ферменты состоят только из белков, другие, кроме белка, включают в свой состав и небелковое соединение (например, витамин или ион металла). Все процессы метаболизма в живом организме осуществляются с участием ферментов. При этом ферменты отличаются высокой специфичностью действия, т. е. каждый фермент катализирует в основном только определённую химическую реакцию. Встречаются ферменты, которые катализируют несколько реакций. Избирательность действия ферментов на разные химические вещества связана с их строением. Ферменты увеличивают скорость химических реакций в тысячи и миллионы раз. Но скорость ферментативных реакций зависит от многих факторов: природы и концентрации фермента и вещества, температуры, давления, реакции средыи т. д. Для функционирования каждого фермента имеются оптимальные условия. При температуре выше 60°C большинство ферментов не работает.

Задание №3

От каких факторов может зависеть скорость ферментативных реакций?

Ответ:

Скорость ферментативных реакций зависит от многих факторов: природы и концентрации фермента и вещества, температуры, давления, реакции среды и т. д. Для функционирования каждого фермента имеются оптимальные условия. При температуре выше 60°C большинство ферментов не работает.

Задания >>. Задание №1

Объясните, почему недостаток витаминов может вызвать нарушения в процессах жизнедеятельности организма.

Ответ:

Гиповитаминоз − это заболевание, вызванное недостаточным поступлением одного или нескольких витаминов с пищей. В случае длительного игнорирования симптомов гиповитаминоза происходит прогрессирование состояния, развивается авитаминоз, существенно нарушается функционирование многих органов и систем организма человека, что трудно поддается коррекции.

Подумайте. Задание №1

Почему большинство ферментов при высокой температуре теряет каталитические свойства?

Ответ:

Большинство ферментов являются белками. При высоких температурах белки денатурируют (лишаются своих естественных свойств и функций), соответственно каталитические свойства тоже теряются.