Биокатализатори ензими и биология на организма алфа обучение
Търсене
Времето в Бавария
| 1 ° | -6 ° | -1 ° | -4 ° | -1 ° |
| 0 ° | -6 ° | -2 ° | -5 ° | 0 ° |
Падащ снеговалеж, максимални стойности от -1 до +2 градуса
трафик
съдържание
Без ензими нищо не би текло в тялото ни. Те контролират метаболизма, без да се изразходват сами. Ензимите също са незаменими като двигатели на трансформацията в ежедневието, например при премахване на мръсотия и в технологиите
Тук ще научите u. а.:
- значението на ензимите като биокатализатори,
- изграждащите принципи на ензимите,
- начина на действие на ензимите при храносмилането,
- за прехвърляне на принципа на заключване на ключа към начина на действие на ензимите,
- Примери за приложение на ензими в ежедневието и технологиите.
Ензими и организъм
Всеки, който дълго дъвче хляб, ще забележи, че той постепенно придобива сладък вкус. Слюнката в устата съдържа птиалин, ензим, който разгражда нишестето в хляба до молекули захар. Ензимите са вещества, от които се нуждаем, за да стартират определени химични реакции на метаболизма при телесна температура. Следователно те се наричат и биокатализатори. Те ускоряват химичните реакции в организма, като намаляват необходимата енергия за активиране.
Ензимите са протеини
Всички ензими са протеини. Те са почти винаги сферични молекули с вдлъбнатина, така наречения активен център. Тук ензимът действа върху субстрат, молекула, която му подхожда. Ензимът може да бъде ефективен само ако ензимът и субстратът съвпадат - като ключ към ключалката.
Ако ние напр. Например, когато ядете хлебчета, ефективни са само онези ензими, които съответстват на съставките на хлебчетата, нишестето. Ензимът амилаза или птиалин разгражда молекулите в малтозата, двойна захар, след което атакува малтазата. Стъпка по стъпка молекулите на нишестето се раздробяват, оставяйки простите захари.
Компонентите на сиренето и яйцето, от друга страна, първоначално достигат до стомаха непроменени. Сега в стомашната стена се добавя ензимът пепсин, който разделя протеините на по-малки фрагменти, преди да бъдат разградени до аминокиселини в червата. Ензимите могат да бъдат класифицирани според тяхната функция и субстратите, върху които действат. Храносмилателните ензими са отговорни за разграждането на протеини, мазнини или въглехидрати - оттам и техните имена. Ензимите, които разграждат протеините в рибата, месото или яйцата, се наричат протеази; Ензимите, които разграждат мазнини като свинска мас, масло и масло, се наричат липази. Амилазата и малтазата са активни в храносмилането на скорбялни тестени изделия, ориз или хляб.
Функции на ензимите
Ензимите имат много роли. Те се използват в медицината при храносмилателни и метаболитни нарушения, а ензимите са полезни и за измиване. В детергентите те спомагат за премахването на мазнините и протеиновите петна. Такива прахове за пране не са подходящи за горещо пране, тъй като ензимите губят своята ефективност при около 60 градуса. Препаратите за отстраняване на петна и по-специално специалните препарати съдържат ензими. Сапунът с жлъчка е изпитано и ефективно лекарство срещу петна. Ензимите се използват и при дъбене на кожа; те се добавят към петното в барабана. Преди всичко протеазите изпълняват задачата си за депилация на кожите и кожите. Ензимите гарантират, че кожата става мека и еластична.
Ензимите също са се доказали в производството на сирене. Сиренето се добавя към млякото, което съдържа химозин. Ензимът позволява на млякото да се сгъсти, без да стане кисело. В миналото сирището се е получавало от телешки стомаси, днес се произвежда с помощта на биотехнологии. Удебелената извара може да се отстрани от суроватката. В избата сиренето отлежава под въздействието на други ензими, разделящи мазнините и протеините, и развива типичния си вкус.
Ензимите се използват и при варенето на бира; те стават активни в малца по време на пасиране. Пивоварите в тази страна използват предимно ечемичен или пшеничен малц. Той съдържа ензими - те са амилази - които разграждат нишестето в зърното и го превръщат във ферментираща захар, малтоза. Само тогава бирената мая може да ферментира тази захар в алкохол с подкрепата на собствените си клетъчни ензими. Ензимите помагат на пекарите да приготвят тесто с мая. В много случаи към смесите за печене се добавят ензими. Те също така са активни в метаболизма на клетките на дрождите. Те „смилат“ нишестето и улесняват работата на маята. Маята прави повече и обемът на печивото се разширява, тестото "се вдига".
Ензимите правят крехкото месо нежно. Папаята с тропически плодове съдържа папаин, ензим, който прави съдържащите протеини месни влакна нежни.
Ензимите и техните ефекти
Ензимите (ферментите) са катализатори, които контролират химичните реакции в организма. Само под действието на тези "биокатализатори" химичните преобразувания, метаболизмът в организма са възможни дори при телесна температура, тъй като повечето химични съединения, участващи в метаболизма, са твърде инертни, за да реагират достатъчно бързо при тази температура.
Ефектът на ензимите е, че те намаляват необходимата енергия за активиране и по този начин увеличават скоростта на реакцията.
Повечето ензими влияят само на много специфични реакции, т.е. те са "специфични за ефекта". Можете да изберете само една от различните възможни конверсии на определено вещество и само да намалите енергията на активиране на тази конкретна реакция.
По отношение на състава си ензимите са или протеини, или протеиди. В протеините, така наречената активна група е свързана с протеина, молекулата носител. Някои активни групи не могат да бъдат изградени от самия организъм и следователно трябва да бъдат снабдени с храна; съответните вещества се наричат витамини.
Ензимите са "специфични за веществото"; те отговарят само на едно конкретно вещество, чието преобразуване катализират (принцип на заключване и ключ). Тази специфичност се основава на допълняемостта на пространствената структура и възможните повърхностни взаимодействия между ензима и субстрата. Образува се ензимно-субстратен комплекс.
Например, ензимът амилаза може само да разгради амилозата до глюкоза, но не и целулоза, която също се състои от глюкоза.
При нагряване до температури над 60 градуса структурата на ензимите се разрушава и те губят своята ефективност. По-силните промени в pH също водят до инактивиране на ензимните протеини. Поради тази причина е абсолютно необходимо буфериране на телесните течности.
Дефектите в ензимите могат да имат фатални последици. Такива ензимни дефекти намаляват активността на ензим или вече не съществуват. Някои ензимни дефекти са генетично наследени; H. генът, кодиращ аминокиселинната последователност на съответния ензим, съдържа една или повече мутации или напълно липсва. Примери за наследствени ензимни дефекти са фенилкетонурия и галактоземия.
Използване на ензимите
Ензимите са ценни инструменти в биотехнологиите. Възможните им приложения варират от производство на сирене (сирище) до ензими и генно инженерство. Ензимите са необходими, наред с други неща, в индустрията. Към детергентите се добавят липази (ензими, които разграждат мазнините), протеази (ензими, които разграждат протеините) и амилази (ензими, които разграждат нишестето), за да се повиши ефективността на почистване, тъй като тези ензими разграждат въпросните петна. Ензимите се използват и при производството на някои лекарства и репеленти срещу насекоми. Сирището, ензим, получен преди това от телешки стомаси, участва в производството на сирене. Много ензими вече могат да бъдат произведени с помощта на генетично модифицирани микроорганизми. За определени приложения учените днес специално разработват по-мощни ензими чрез протеиново инженерство.
Ензимите играят важна роля в медицината. Много лекарства блокират или увеличават ефектите на ензимите за лечение на болест. Най-видният представител на такива лекарства вероятно е ацетилсалициловата киселина, която инхибира ензима циклооксигеназа и по този начин има облекчаващ ефект, наред с други неща. Медицинската диагностика използва ензими за откриване на заболявания. В тест лентите за диабетици например има ензимна система, която под действието на кръвната захар произвежда вещество, чието съдържание може да бъде измерено. По този начин се измерва индиректно нивото на кръвната захар. Тази процедура се нарича „ензимно измерване". Използва се и в медицински лаборатории, напр. Б. за определяне на глюкоза (кръвна захар) или алкохол. Използва се субстратната специфичност на ензимите. Така че към телесната течност, която трябва да се анализира, се добавя ензим, който може конкретно да преобразува субстрата, който трябва да се измери. След това от количеството на произведените продукти на реакцията е възможно да се отчете колко от субстрата е присъствало в телесната течност.
Редица ензими могат също да бъдат измерени директно в човешката кръв въз основа на тяхната активност. Някои от циркулиращите в кръвта ензими идват от определени органи. Следователно заключенията за увреждане на определени органи могат да се направят въз основа на намаляването или увеличаването на ензимните дейности в кръвта. Така че z. Б. панкреатитът може да бъде разпознат по силно повишената активност на липазата и панкреатичната амилаза в кръвта.
Трябва да можете да отговорите на тези въпроси
Храносмилателни ензими
Кой ензим съдържа слюнката?
Кои ензими помагат за храносмилането на хляба?
Кои ензими помагат за усвояването на протеини?
Кои ензими са ни необходими, за да смиламе мазнините?
В кои органи реагират съответните ензими с хранителните вещества?
Химия на ензимите
В коя химическа група са класифицирани ензимите?
Как ензимите влияят на енергията на активиране на химичните реакции в организма?
Защо ензимите се наричат още биокатализатори?
Как възниква ензимно-субстратният комплекс?
Какво се случва с ензима след реакцията?
Ензими в ежедневието
Къде се използват ензимите?
За какво се използват ензимите?
Как действат ензимите в показаните примери?
Знаете ли други примери за приложение на ензими?
Художествен работен лист и дидактически съвети за учители
Дидактически бележки:
Плащане на учебни програми за баварски училища
Средно училище:
Химия, 10 клас
10.6 химия на биомолекулите
Учениците се занимават с връзки, които са в основата на жизнените процеси. Ще опознаете строителните принципи, свойства и начини на реакция и по този начин ще можете да разберете по-добре жизнените процеси, които вече са известни от уроците по биология. Студентите прилагат наученото за влиянието на функционалните групи. В същото време те осъзнават, че голямото разнообразие от природни вещества може да бъде проследено до няколко отделни компонента и многото начини, по които те могат да бъдат свързани.
• Мазнини или въглехидрати: структура и функция, други аспекти с един поглед
• аминокиселини, протеини; Ензими
Гимназия:
Биология 10 клас
10.1 Човешки метаболизъм Разглеждайки основните процеси, особено на клетъчно и молекулярно ниво, учениците разширяват и задълбочават знанията си за метаболизма на веществата и енергията в организмите. Ще разработите първи модел за това как протеините работят като биокатализатори, а аденозин трифосфатът като мобилен енергиен носител за клетъчни процеси. Когато се занимават с транспортни процеси и механизми, те научават за друга функция на протеините. В този контекст те се занимават само със структурата на вътрешните органи, доколкото е необходимо да се разберат физиологичните процеси. Диета и храносмилане
• Хранене: снабдяване на тялото с основните хранителни вещества като основа за енергиен и изграждащ метаболизъм, както и с други основни хранителни компоненти
• Ензими като биокатализатори със специфичен ефект
• Храносмилателни органи като функционални пространства за ензимни процеси, разграждане на по-големи молекули • Резорбция: значение на разширяването на повърхността, активни транспортни механизми