«Введение в общую биологию и экологию. 9 класс». А.А. Каменский (гдз)

Ферменты — биологические катализаторы

Вопрос 1. Какие вещества называются катализаторами?
Вещества, которые изменяют скорость химической реакции, оставаясь к концу ее неизменными, называются катализаторами.

Вопрос 2. Какую роль играют ферменты в клетке?
Ферменты – это белковые катализаторы, синтезируемые клетками. Они регулируют скорость и специфичность тысяч химических реакций, протекающих в клетке. Ферменты могут действовать в качестве катализатора не только в клетке, где они образовались, но и за её пределами, например, пищеварительные ферменты работают в полости желудочно-кишечного тракта. Многие ферменты просто растворены в цитоплазме. Молекулы одних ферментов состоят только из белков, другие включают белок и соединение небелковой природы (органическое — кофермент или неорганическое — ионы различных металлов). Ферменты строго специфичны: каждый фермент катализирует определенный тип реакций, в которых участвуют определенные виды молекул субстратов.

Вопрос 3. От каких факторов может зависеть скорость ферментативных реакций?
Скорость ферментативных реакций во многом зависит от концентрации фермента, природы вещества, температуры, давления, реакции среды (кислой или щелочной). Так ферменты теряют свою активность при нагревании; большинство ферментов от 50 до 600 С быстро инактивируются. На ферменты влияет кислотность или щёлочность среды, например, пепсин – фермент, выделяющийся слизистой желудка, — замечателен тем, что он активен только в кислой среде и лучше всего работает при рН =2. трипсин, расщепляющий белки и выделяемый поджелудочной железой, проявляет активность только в щелочной среде, при рН около 8,5. Большинство клеточных ферментов имеют оптимум при нейтральной среде. На активность фермента влияет его концентрация, если рН и температура системы постоянны и субстрат имеется в избытке, скорость реакции прямо пропорциональна количеству фермента. При постоянной температуре, рН и концентрации фермента в системе начальная скорость реакции возрастает вплоть до известного предела пропорционально количеству субстрата. Если ферментная система нуждается в каком-либо коферменте или специфическом ионе-активаторе, то концентрация этого вещества или иона может при определённых обстоятельствах определять общую скорость реакции. Некоторые ферменты специфически чувствительны к определённым ядам: цианиду, иодуксусной кислоте, фториду, люизиту и т. д., и даже очень маленькие концентрации этих ядов могут инактивировать ферменты. Одну из ферментативных реакций, участвующих в расщеплении глюкозы, тормозит фторид, а другую – иодуксусная кислота. Один из ферментов системы переноса электронов (цито-хромоксидаза) особенно чувствителен к цианиду, при незначительной концентрации которого фермент инактивируется, и нарушается клеточное дыхание, что приводит к смерти клеток. Оказавшись в ненадлежащем месте, ферменты сами могут действовать как яды. Например, внутриклеточной инъекции 1 мг кристаллического трипсина достаточно для того, чтобы убить крысу. Действие различных ядов змей, пчёл и скорпионов обусловлено тем, что эти яды содержат ферменты, разрушающие клетки крови или клетки других тканей и органов.

Вопрос 4. Почему большинство ферментов при высокой температуре теряет каталитические свойства?
Высокая температура среды, как правило, вызывает денатурацию белка, т. е. нарушение его природной структуры. Поэтому при высокой температуре большинство ферментов утрачивает свои каталитические свойства.

Вопрос 5. Почему недостаток витаминов может вызвать нарушения в процессах жизнедеятельности организма?
Многие витамины входят в состав ферментов. Поэтому недостаток в организме витаминов ведет к ослаблению активности ферментов в клетках, а следовательно, может вызвать нарушения в процессах жизнедеятельности.