Biocatalizatorii enzime și biologia organismului învățarea alfa
căutare
Vremea în Bavaria
| 1 ° | -6 ° | -1 ° | -4 ° | -1 ° |
| 0 ° | -6 ° | -2 ° | -5 ° | 0 ° |
Zăpadă în cădere, valori maxime -1 până la +2 grade
trafic
conţinut
Fără enzime, nimic nu ar circula în corpul nostru. Controlează metabolismul fără a fi consumate singure. Enzimele sunt, de asemenea, indispensabile ca motoare pentru conversie în viața de zi cu zi, de exemplu atunci când îndepărtează murdăria și în tehnologie
Aici îl înveți. A .:
- importanța enzimelor ca biocatalizatori,
- principiile de construcție ale enzimelor,
- modul de acțiune al enzimelor în digestie,
- pentru a transfera principiul blocării cheii în modul de acțiune al enzimelor,
- Exemple de aplicare a enzimelor în viața de zi cu zi și tehnologia.
Enzime și organism
Oricine mestecă pâine mult timp va observa că ia treptat un gust dulce. Saliva din gură conține ptialină, o enzimă care descompune amidonul din pâine în molecule de zahăr. Enzimele sunt substanțe de care avem nevoie, astfel încât anumite reacții chimice ale metabolismului să înceapă la temperatura corpului. Prin urmare, sunt denumiți și biocatalizatori. Acestea accelerează reacțiile chimice din organism prin reducerea energiei de activare necesare pentru aceasta.
Enzimele sunt proteine
Toate enzimele sunt proteine. Sunt aproape întotdeauna molecule sferice cu o indentare, așa-numitul centru activ. Aici enzima acționează asupra unui substrat, o moleculă care i se potrivește. O enzimă poate fi eficientă numai dacă enzima și substratul se potrivesc - ca o cheie a unei încuietori.
Dacă noi, de ex. De exemplu, atunci când mănânci chifle, sunt eficiente doar acele enzime care se potrivesc cu ingredientele din chifle, amidonul. Enzima amilază sau ptialina descompune moleculele din maltoză, un zahăr dublu, apoi atacă maltoza. Moleculele de amidon sunt zdrobite pas cu pas, lăsând zaharurile simple.
Componentele brânzei și oului, pe de altă parte, ajung inițial la stomac neschimbate. Peretele stomacului adaugă acum enzima pepsină, care împarte proteinele în fragmente mai mici înainte ca acestea să fie apoi descompuse în aminoacizi din intestin. Enzimele pot fi clasificate în funcție de funcția lor și de substraturile pe care acționează. Enzimele digestive sunt responsabile pentru descompunerea proteinelor, grăsimilor sau carbohidraților - de unde și numele lor. Enzimele care descompun proteinele din pește, carne sau ouă se numesc proteaze; Enzimele care descompun grăsimile precum untura, untul și uleiul se numesc lipaze. Amilaza și maltaza sunt active în digestia pastelor cu amidon, a orezului sau a pâinii.
Funcțiile enzimelor
Enzimele au multe roluri. Acestea sunt utilizate în medicină pentru tulburările digestive și metabolice, iar enzimele sunt utile și pentru spălare. În detergenți, acestea ajută la îndepărtarea petelor de grăsime și proteine. Astfel de pulberi de spălat nu sunt potrivite pentru rufele fierbinți, deoarece enzimele își pierd eficacitatea la aproximativ 60 de grade. Detergenții de pete și detergenții speciali conțin, în special, enzime. Săpunul biliar este un remediu încercat și testat și eficient pentru pete. Enzimele sunt, de asemenea, folosite la tăbăcirea pielii; ele sunt adăugate la pata din tambur. Mai presus de toate, proteazele își îndeplinesc sarcina de depilare a pielii și a pielii. Enzimele asigură că pielea devine moale și suplă.
Enzimele s-au dovedit și ele în fabricarea brânzeturilor. Coaja este adăugată în lapte, care conține chimozină. Enzima permite laptelui să se coaguleze fără ca acesta să devină acid. În trecut, cheagul se obținea din stomacurile de vițel, astăzi este produs folosind biotehnologie. Cașul îngroșat poate fi scos din zer. În pivniță, brânza se maturizează sub influența altor enzime care împart grăsimile și proteinele și își dezvoltă gustul tipic.
Enzimele sunt, de asemenea, utilizate în fabricarea berii; devin active în malț în timpul amestecului. Producătorii de bere din această țară folosesc în principal malț de orz sau de grâu. Acesta conține enzime - acestea sunt amilaze - care descompun amidonul din boabe și îl transformă în zahăr fermentabil, maltoză. Abia atunci drojdia de bere poate fermenta acest zahăr în alcool cu sprijinul propriilor sale enzime celulare. Enzimele îi ajută pe brutari să pregătească aluatul de drojdie. În multe cazuri, enzimele sunt adăugate amestecurilor de copt. De asemenea, sunt activi în metabolismul celulelor de drojdie. Ei „digeră” amidonul și ușurează munca drojdiei. Drojdia face mai mult și volumul de patiserie se extinde, aluatul „crește”.
Enzimele fac carnea dură. Papaya cu fructe tropicale conține papaină, o enzimă care face fibrele de carne care conțin proteine să fie fragede.
Enzime și efectele lor
Enzimele (fermentații) sunt catalizatori care controlează reacțiile chimice din organism. Numai sub acțiunea acestor „biocatalizatori” conversiile chimice, metabolismul din organism, sunt posibile chiar și la temperatura corpului, deoarece majoritatea compușilor chimici implicați în metabolism sunt prea inerți pentru a reacționa suficient de repede la această temperatură.
Efectul enzimelor este că acestea scad energia necesară de activare și astfel cresc viteza de reacție.
Majoritatea enzimelor influențează doar reacțiile foarte specifice, adică acestea sunt „specifice efectului”. Puteți selecta una dintre diferitele conversii posibile ale unei anumite substanțe și puteți reduce doar energia de activare a acestei reacții.
În ceea ce privește compoziția lor, enzimele sunt fie proteine, fie proteide. În proteine, așa-numita grupă activă este legată de proteină, molecula purtătoare. Anumite grupuri active nu pot fi acumulate de corpul însuși și, prin urmare, trebuie alimentate cu alimente; substanțele corespunzătoare sunt numite vitamine.
Enzimele sunt „substanțe specifice”; ele se potrivesc doar cu o substanță specifică, a cărei conversie catalizează (principiul blocării). Această specificitate se bazează pe complementaritatea structurii spațiale și posibilele interacțiuni superficiale dintre enzimă și substrat. Se formează un complex enzimă-substrat.
De exemplu, enzima amilază poate descompune amiloza numai în glucoză, dar nu celuloză, care constă și din glucoză.
Când sunt încălzite la temperaturi de peste 60 de grade, structura enzimelor este distrusă și își pierd eficacitatea. Modificări mai puternice ale pH-ului conduc, de asemenea, la inactivarea proteinelor enzimatice. Din acest motiv, este absolut necesară o tamponare a fluidelor corporale.
Defectele enzimelor pot avea consecințe fatale. Ca urmare a unor astfel de defecte enzimatice, activitatea unei enzime este redusă sau nu mai există. Unele defecte enzimatice sunt moștenite genetic; H. gena care codifică secvența de aminoacizi a enzimei corespunzătoare conține una sau mai multe mutații sau este complet absentă. Exemple de defecte enzimatice moștenite sunt fenilcetonuria și galactozemia.
Utilizarea enzimelor
Enzimele sunt instrumente valoroase în biotehnologie. Utilizările lor posibile variază de la producția de brânză (cheag) la enzime și ingineria genetică. Sunt necesare enzime, printre altele, în industrie. Lipazele (enzime care descompun grăsimile), proteazele (enzimele care descompun proteinele) și amilazele (enzimele care descompun amidonul) sunt adăugate detergenților pentru a crește performanța de curățare, deoarece aceste enzime descompun petele în cauză. Enzimele sunt, de asemenea, utilizate la fabricarea unor medicamente și repelente împotriva insectelor. Cheagul, o enzimă care anterior a fost obținută din stomacurile de vițel, este implicată în producția de brânză. Multe enzime pot fi produse acum cu ajutorul microorganismelor modificate genetic. Pentru anumite aplicații, oamenii de știință dezvoltă acum enzime mai puternice prin ingineria proteinelor.
Enzimele joacă un rol important în medicină. Multe medicamente blochează sau cresc efectele enzimelor pentru a vindeca o boală. Cel mai proeminent reprezentant al acestor medicamente este probabil acidul acetilsalicilic, care inhibă enzima ciclooxigenază și are astfel un efect de calmare a durerii, printre altele. Diagnosticul medical utilizează enzime pentru a detecta bolile. În benzile de testare pentru diabetici, de exemplu, există un sistem enzimatic care, sub acțiunea zahărului din sânge, produce o substanță al cărei conținut poate fi măsurat. Astfel se măsoară indirect nivelul zahărului din sânge. Această procedură se numește „măsurare enzimatică” .Este utilizată și în laboratoarele medicale, de ex. B. pentru a determina glucoza (zahărul din sânge) sau alcoolul. Se utilizează specificitatea substratului enzimelor. Deci, o enzimă este adăugată la fluidul corporal de analizat, care poate converti în mod specific substratul care trebuie măsurat. Din cantitatea de produse de reacție produse, este posibil apoi să se citească cât de mult din substrat a fost prezent în fluidul corpului.
O serie de enzime pot fi, de asemenea, măsurate direct în sângele uman pe baza activității lor. Unele enzime care circulă în sânge provin din organe specifice. Prin urmare, concluziile cu privire la deteriorarea anumitor organe pot fi trase pe baza scăderii sau creșterii activităților enzimatice din sânge. Deci z. B. pancreatita poate fi recunoscută prin activitatea mult crescută a lipazei și a amilazei pancreatice în sânge.
Ar trebui să puteți răspunde la aceste întrebări
Enzime digestive
Ce enzimă conține saliva?
Ce enzime ajută la digestia pâinii?
Ce enzime ajută la digestia proteinelor?
De ce enzime avem nevoie pentru a digera grăsimile?
În ce organe reacționează enzimele respective cu substanțele nutritive?
Chimia enzimelor
În ce grup chimic sunt clasificate enzimele?
Cum influențează enzimele energia de activare a reacțiilor chimice din organism?
De ce enzimele sunt numite și biocatalizatori?
Cum apare un complex enzimă-substrat?
Ce se întâmplă cu enzima după reacție?
Enzime în viața de zi cu zi
Unde sunt enzimele utilizate?
Pentru ce sunt utilizate enzimele?
Cum acționează enzimele în exemplele prezentate?
Cunoașteți alte exemple de aplicații pentru enzime?
Foaie de lucru de artă și sfaturi didactice pentru profesori
Note didactice:
Plăți curriculare pentru școlile bavareze
Școală gimnazială:
Chimie, clasa a X-a
10.6 Chimia biomoleculelor
Elevii se ocupă de conexiunile care stau la baza proceselor de viață. Vei cunoaște principiile de construcție, proprietățile și modurile de reacție și vei putea astfel să înțelegi mai bine procesele de viață care sunt deja cunoscute din lecțiile de biologie. Elevii aplică ceea ce au învățat deja despre influența grupurilor funcționale. În același timp, ei devin conștienți că marea varietate de substanțe naturale poate fi urmărită înapoi la câteva componente individuale și la numeroasele moduri în care acestea pot fi legate.
• Grăsimi sau carbohidrați: structură și funcție, alte aspecte dintr-o privire
• aminoacizi, proteine; Enzime
Liceu:
Biologie clasa a X-a
10.1 Metabolismul uman Privind la procesele de bază, în special la nivel celular și molecular, elevii își extind și aprofundează cunoștințele despre metabolismul substanțelor și energiei din organisme. Veți dezvolta un model inițial al modului în care proteinele funcționează ca biocatalizatori și adenozin trifosfatul ca purtător de energie mobil pentru procesele celulare. Când se ocupă de procesele și mecanismele de transport, ei învață despre o altă funcție a proteinelor. În acest context, ele se ocupă doar de structura organelor interne în măsura în care este necesar să se înțeleagă procesele fiziologice. Dieta și digestia
• Nutriție: furnizarea organismului cu principalele substanțe nutritive ca bază pentru energie și construirea metabolismului, precum și cu alte componente nutriționale esențiale
• Enzime ca biocatalizatori cu efect specific
• Organele digestive ca spații funcționale pentru procesele enzimatice, descompunerea moleculelor mai mari • Resorbția: importanța extinderii suprafeței, mecanisme active de transport