Почему большинство ферментов при высокой температуре теряет каталитические свойства кратко

Обновлено: 04.07.2024

Вещества, изменяющие скорость химической реакции, но не входящие в состав продуктов реакции, называются катализаторами.

2. Какова их роль в химических реакциях?

Для протекания многих химических реакций необходимы высокие температура и давление. В живой клетке умеренная температура, нормальное давление. В таких условиях большинство реакций или вообще не протекали бы, или протекали бы очень медленно, если бы не подвергались воздействию катализаторов.

3. Какой фермент желудочного сока является основным? Какие вещества и при каких условиях он расщепляет?

Пепсин является основным ферментом, с помощью которого происходит расщепление белков в кислой среде желудка.

Выполните лабораторную работу.

Расщепление пероксида водорода ферментом каталазой

Цель работы: показать действие фермента каталаза на пероксид водорода (Н202) и условия, в которых он функционирует.

1. Поместите в первую из трёх пробирок кусочек сырого мяса, во вторую - кусочек сырого картофеля, в третью - кусочек варёного картофеля.

2. Прилейте в пробирки по 2 мл 3%-го раствора Н202.

3. Запишите наблюдаемые вами явления в каждой пробирке.

В пробирках с мясом и сырым картофелем после добавления раствора жидкость вспенится за счет выделяющегося кислорода. Через несколько минут над жидкостью можно будет наблюдать шапку пены из пузырьков, заполненных кислородом.

В пробирке с вареным картофелем никакой реакции не наблюдается.

4. Сделайте вывод.

В первых двух случаях фермент каталаза, который содержится в картофеле и мясе, разлагает вредный для организмов пероксид водорода на воду и кислород.

В пробирке с вареным картофелем никакой реакции не наблюдалось, т.к. в ходе термической обработки произошла денатурация белка каталазы, за счет чего он потерял свои свойства (способность разлагать пероксид водорода).

Вопросы

1. Какие вещества называются катализаторами?

2. Какую роль играют ферменты в клетке?

Ферменты являются основными биокатализаторами в клетке. Все процессы в живом организме прямо или косвенно осуществляются с участием ферментов. Ферменты участвуют в процессах как синтеза, так и распада.

3. От каких факторов может зависеть скорость ферментативных реакций?

Скорость ферментативных реакций зависит от многих факторов - природы и концентрации фермента и вещества, температуры, давления, реакции среды и т. д.

4. Почему большинство ферментов при высокой температуре теряет каталитические свойства?

Молекулы одних ферментов состоят только из белков, другие включают белок и небелковое соединение, или кофермент. В результате воздействия высокой температуры происходит денатурация белков, в результате чего они теряют свои свойства.

5. Почему недостаток витаминов может вызвать нарушения в процессах жизнедеятельности организма?

Витамины часто выступают в качестве коферментов. Поэтому недостаток витаминов нарушит обмен веществ.

Задания

Проанализировав знания, полученные на предыдущих уроках, объясните, почему большинство ферментов при высокой температуре теряет каталитические свойства.

В результате воздействия высокой температуры происходит денатурация белков, в результате чего они теряют свои свойства.

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.

Значительная часть ферментов состоит из белков или имеет в своем составе белки. В свою очередь белки начинают разрушаться (денатурироваться) при высокой температуре, поэтому каталитические свойства таких ферментов при повышении температуры снижаются.

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

С повышением температуры скорость биохимических реакций соответственно возрастает. При высоких же температурах (50—60° С) каталитические свойства ферментов утрачиваются вследствие термоденатурации белка, и скорость реакций резко замедляется. Таким образом для химических процессов, протекающих в организме, выявляется так называемый температурный оптимум , который для теплокровных животных лежит в интервале примерно 36—42° С.

У меня тут 2 вопроса:
1)Почему большинство ферментов при высокой температуре теряет каталитические свойства?
2)Почему недостаток витаминов может вызвать наркшения в процессах жизнедеятельности организма?
Помогите пожалуста.

1) В состав многих ферментов входят белки. Белки при высоких температурах разрушаются (денатурируются). Поэтому ферменты теряют свои свойства.
2) Витамины участвуют в процессах обмена веществ в организме, поэтому их недостаток нарушает жизнедеятельность организмов.

1. фермент - это белок, а белки при нагревании претерпевают денатурацию, т.е. нарушается их структура, (прежде всего первичная) - куриное яйцо -растворимый прозрачный белок стал при варке нерастворимым, не прозрачным)А свойства белка , и в конкретном случае определяются его первичной структурой.
2. Витамины это вещества различной структуры и различных свойств, необходимые для действия ферментов, или для их образования. Отсутствие или недостаток витамина вызывает недостаток или отсутствие фермента, следовательно в организме нарушается какой то процесс, т. е нарушается дизнедеятельность

1. Все ферменты представляют собой вещества белковой природы. Температура – один из важнейших факторов внешней среды, который независимо
от состояния равновесия реакции меняет её скорость. Поэтому при
ферментативных реакциях при повышении температуры на 10 С процесс
ускоряется в 1,5 – 2 раза. При дальнейшем повышении температуры
присоединяются денатурационные процессы, характерные для всех белков и в то
м числе для ферментов, поэтому наблюдается затухание скорости реакции. Температурным оптимумом реакции называют температуру, при которой одно её действие вызывает ускорение реакции, катализируемой данным ферментом. Для большинства ферментов животного происхождения он равен 40 – 50 С, для растительного происхождения он равен
50 – 60 С. Почти все ферменты разрушаются при температуре 80 С. Но для
некоторых ферментов в настоящее время доказана возможность восстановления
их каталитической активности в случае обратимого процесса денатурации
белка. Известны и такие ферменты, максимальная активность которых
проявляется при более низких температурах.
Понижение температуры снижает скорость ферментативных реакций. Большинство ферментов при 0 С ещё не утрачивают своих каталитических свойств, но при замораживании химические реакции прекращаются. При последующем оттаивании, если соблюдается определённые условия, ферментативная активность клеток может быть восстановлена.

2. Витамины (от лат. "vita" - жизнь) - эти разнообразные органические соединения не случайно названы так: их роль в жизнедеятельности организма как животных, так и человека невозможно переоценить.
Витамины повышают интенсивность всех физиологических процессов, помогают защите от неблагоприятных воздействий внешней среды, повышают устойчивость к инфекционным заболеваниям, а в период болезни способствуют скорейшему
выздоровлению.
Отсутствие или недостаток витаминов в организме приводят к нарушению ряда его важнейших функций.

Вещества, которые изменяют скорость химической реакции, оставаясь к концу ее неизменными, называются катализаторами.

Вопрос 2. Какую роль играют ферменты в клетке?

Ферменты — биологические катализаторы, ускоряющие химические реакции в живой клетке. 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).

У многих ферментов при определенных условиях, например в присутствии молекул некоторых веществ, изменяется конфигурация активного центра, что позволяет им обеспечивать наибольшую ферментативную активность.

Вопрос 4. Почему большинство ферментов при высокой температуре теряет 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.

Читайте также: