Номер 4, страница 98 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 13. Скорость химической реакции. Катализ. Глава 4. Химические реакции - номер 4, страница 98.

Условие.

4. Что такое ферменты? Каковы их особенности? Приведите примеры ферментов.

Решение.

Решение 2.

Что такое ферменты?

Ферменты (или энзимы) — это биологические катализаторы, которые по своей химической природе являются в основном белками (но существуют и ферменты-РНК, называемые рибозимами). Они присутствуют во всех живых клетках и играют важнейшую роль в обмене веществ, многократно ускоряя протекание химических реакций. Без ферментов большинство биохимических процессов в организме происходили бы настолько медленно, что жизнь была бы невозможна. При этом сами ферменты в ходе реакции не расходуются.

Ответ: Ферменты — это биологические катализаторы, преимущественно белковой природы, которые ускоряют химические реакции в живых организмах, не расходуясь при этом.

Каковы их особенности?

Ферменты обладают рядом ключевых особенностей, которые отличают их от небиологических катализаторов:

• Высокая специфичность. Каждый фермент катализирует только одну определенную реакцию или действует на одну группу схожих по строению веществ (субстратов). Это свойство объясняется уникальным пространственным строением активного центра фермента, который комплементарен структуре субстрата по принципу «ключ-замок» или «индуцированного соответствия».
• Высокая каталитическая эффективность. Ферменты увеличивают скорость реакций в миллионы и миллиарды раз. Такой эффект достигается за счет значительного снижения энергии активации — энергетического барьера, необходимого для начала реакции.
• Чувствительность к условиям среды. Активность ферментов сильно зависит от внешних факторов. Для каждого фермента существует оптимальный диапазон температуры и кислотности (pH), при которых он наиболее активен. При сильных отклонениях от оптимума (например, при нагревании или резком изменении pH) фермент теряет свою пространственную структуру (денатурирует) и утрачивает каталитическую активность.
• Регулируемость активности. В клетке активность ферментов может тонко настраиваться с помощью специальных молекул — активаторов (усиливающих действие) и ингибиторов (подавляющих его). Это позволяет организму контролировать скорость метаболических процессов в соответствии с текущими потребностями.

Ответ: Особенностями ферментов являются высокая специфичность действия, высокая эффективность, зависимость активности от температуры и pH среды, а также возможность регуляции их деятельности.

Приведите примеры ферментов.

В живых организмах функционирует огромное множество ферментов. Вот несколько примеров:

• Амилаза — фермент пищеварительной системы (содержится в слюне и соке поджелудочной железы), который расщепляет крахмал до более простых углеводов (олиго- и моносахаридов).
• Пепсин — один из основных ферментов желудочного сока. Он начинает процесс переваривания белков, расщепляя их на более короткие пептиды. Пепсин активен только в сильнокислой среде желудка (pH 1.5–2.5).
• Липаза — фермент, расщепляющий жиры (триглицериды) на глицерин и жирные кислоты. Вырабатывается поджелудочной железой и важен для усвоения жирной пищи.
• Каталаза — фермент, который защищает клетку от повреждения активными формами кислорода. Он катализирует быструю реакцию разложения токсичного пероксида водорода на безвредные воду и кислород: $2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$.
• ДНК-полимераза — фермент, играющий центральную роль в репликации ДНК. Он «считывает» информацию с материнской цепи ДНК и синтезирует новую, комплементарную ей цепь, обеспечивая точное копирование генетического материала.

Ответ: Примерами ферментов могут служить амилаза (расщепляет крахмал), пепсин (расщепляет белки), липаза (расщепляет жиры), каталаза (разлагает пероксид водорода) и ДНК-полимераза (синтезирует ДНК).