Галерея диаграмм связей Карта биологических ферментов средней школы
В школьной биологии ферменты являются основным понятием. Это органические вещества с каталитическими эффектами, производимые живыми клетками. Химическая сущность большинства ферментов — это белок, а некоторые — РНК.
Отредактировано в 2024-03-14 08:29:15Ферменты и АТФ
фермент
энергия активации
Энергия, необходимая молекуле для перехода из нормального состояния в активное состояние, склонное к химическим реакциям.
эффект
эксперимент: Сравните равные количества H2O2. разные условия (т.е. независимая переменная) Разложение следующего
нормальная температура
Нагрев водяной бани 90 градусов.
Катализ Fe3Cl
Жидкость для измельчения свежей печени
1-2 Сравнение: Нагревание способствует разложению. 1-3 Сравнение: Ионы железа способствуют разложению. 1-4 Сравнение: Ферментативное разложение перекиси водорода. 3-4 Сравнение: Каталаза имеет более высокую каталитическую эффективность.
Индекс проверки
Скорость производства O2/степень повторного возгорания санитарного благовония
в заключение
Ферменты обладают высокой эффективностью; ферменты снижают энергию активации (каталитический принцип).
анализ эксперимента
Искусственно измененные в ходе эксперимента переменные называются независимыми переменными. Независимыми переменными являются раствор хлорида железа и жидкость для измельчения печени.
Переменная, которая изменяется при изменении независимой переменной, называется зависимой переменной. Скорость разложения перекиси водорода в эксперименте является зависимой переменной.
Помимо независимых переменных, в ходе эксперимента могут присутствовать некоторые переменные факторы, влияющие на результаты эксперимента. Эти переменные называются нерелевантными переменными.
Эксперимент, в котором все факторы, кроме одного, остаются неизменными, называется контролируемым экспериментом. Контролируемые эксперименты обычно включают контрольную группу и экспериментальную группу.
Природа
Изучение природы ферментов
Пастер считал, что сахар необходим для превращения алкоголя в живые дрожжевые клетки.
Либих считал, что брожение вызывают определенные вещества в клетках, но считал, что эти вещества могут начать действовать только после того, как дрожжевые клетки погибнут и лизируются.
Эксперименты Бюхнера показали, что определенные вещества в дрожжевых клетках могут продолжать действовать как катализаторы после разрушения дрожжевых клеток, как и в живых дрожжевых клетках.
Самнер извлек чистый фермент уреазу из семян фасоли (этот фермент может разлагать мочевину на аммиак и углекислый газ), а затем с помощью различных методов доказал, что уреаза является белком.
Чех и Альтман обнаружили, что небольшое количество РНК также обладают биокаталитическими функциями.
определение
Ферменты – это органические вещества, вырабатываемые живыми клетками и выполняющие биокаталитические функции.
химическая природа
Большинство ферментов представляют собой белки, некоторые ферменты представляют собой РНК.
характеристика
эксперимент
крахмал
Реактив Амилаза Фелинга
Есть такое явление, гидролиз
сахароза
Реактив Амилаза Фелинга
Нет явления, нет гидролиза
в заключение
Ферменты специфичны
Эффективность
Ферменты очень эффективны. Большой объем экспериментальных данных показывает, что каталитическая эффективность ферментов примерно в 10^7-10^13 раз выше, чем у неорганических катализаторов.
Высокая эффективность: по сравнению с неорганическими катализаторами ферменты могут значительно снижать энергию активации и иметь более высокую каталитическую эффективность.
Принцип высокой эффективности ферментов заключается в том, что по сравнению с неорганическими катализаторами ферменты могут значительно снизить энергию активации химических реакций.
специфика
концепция
Концепция: Каждый фермент может катализировать только один тип химической реакции или тип химической реакции. Клеточный метаболизм может протекать упорядоченным образом, что неотделимо от специфичности ферментов.
причина
Поскольку ферменты и субстраты должны специфически связываться во время химических реакций, ферменты с определенной структурой могут связываться только с молекулами субстрата с определенной структурой. Это показывает, что специфичность ферментативного катализа определяется молекулярной структурой фермента и субстрата.
Мягкие условия действия
Активность фермента относится к каталитической эффективности ферментов в химических реакциях. Активность фермента обычно выражается в показателях потребления субстрата или производства продукта в единицу времени.
Активность фермента наиболее высока при оптимальных условиях температуры и pH. Если температура и pH слишком высокие или слишком низкие, активность фермента значительно снижается.
Слишком кислая, слишком щелочная или слишком высокая температура разрушит пространственную структуру фермента и навсегда инактивирует фермент.
Разведочный эксперимент
Влияние температуры на активность ферментов
Влияние pH на активность ферментов
Изучите оптимальную температуру или pH ферментов
СПС
Молекулы АТФ имеют высокоэнергетические фосфатные связи.
Структурную формулу молекулы АТФ (аденозинтрифосфата) можно сократить как A—P~P~P.
А означает аденозин, который представляет собой комбинацию аденина и рибозы. P представляет собой фосфатную группу, а ~ представляет собой высокоэнергетическую фосфатную связь.
Энергия, выделяющаяся при гидролизе высокоэнергетических фосфатных связей, составляет целых 30,54 кДж/моль, поэтому АТФ является высокоэнергетическим фосфатным соединением в клетках.
гидролиз
АДП
аденозиндифосфат
AMP
аденозинмонофосфат
аденин рибонуклеотид
АТФ и АДФ могут превращаться друг в друга.
СПС
АДП Пи Энергия
Содержание АТФ низкое, реакция протекает постоянно, динамически сбалансирована.
Pi может фосфорилировать белки и изменять пространственную структуру/активность.
Использование АТФ
АТФ – это вещество прямой энергии, которое управляет жизнедеятельностью клеток.
Большинство энергозатратных жизненных процессов в клетках напрямую обеспечиваются АТФ.
Активный транспорт клеток, сокращение мышц, мышление мозга, биоэлектричество и люминесценция, различные реакции поглощения и выделения энергии в клетках.
Эндергетические реакции обычно связаны с реакцией гидролиза АТФ, обеспечивающей получение энергии; экзергонические реакции обычно связаны с синтезом АТФ, при этом высвободившаяся энергия сохраняется в АТФ; То есть энергия течет через молекулы АТФ между эндергоническими и экзергоническими реакциями.