§ 7. Властивості та принцип роботи ферментів. § 8. Структура та біологічні функції нуклеїнових кислот

• До змісту відповідей зошита

1. Подивіться навчальний відеоролик про ферменти. Виберіть і позначте ☑ правильні твердження щодо ферментів.
І. Ферменти, або ензими, — це спеціальні білки, що прискорюють хімічні реакції, тобто біологічні каталізатори.
ІІ. Пральні порошки з ензимами ефективно видаляють складні плями органічного забруднення (білкові й жирові).
ІІІ. Для здійснення різних типів хімічних перетворень багатьом ферментам необхідні помічники — коферменти, або коензими.
А лише І, ІІ
Б лише І, ІІІ
В лише ІІ, ІІІ
Г І, ІІ, ІІІ

Відповідь: Г (І, ІІ, ІІІ)

Обґрунтування:

• І — правильне (ферменти за своєю природою є білками та виконують функцію біологічних каталізаторів).
• ІІ — правильне (ензими у складі порошків розщеплюють органічні сполуки білкового та ліпідного походження).
• ІІІ — правильне (багато ферментів для каталітичної активності потребують небілкових помічників — коферментів, зокрема похідних вітамінів групи B).

2. Підпишіть на малюнку зазначені складники.
1 — субстрати
2 — активний центр
3 — фермент
4 — продукт
5 — фермент-субстратний комплекс

Відповідність позначень на схемі каталітичної реакції:

• Верхній лівий квадрат (над вихідними речовинами): 1 (субстрати)
• Квадрат біля заглибини у ферменті: 2 (активний центр)
• Нижній лівий квадрат (біля молекули каталізатора): 3 (фермент)
• Квадрат над об’єднаною структурою в центрі: 5 (фермент-субстратний комплекс)
• Верхній правий квадрат (над утвореною речовиною): 4 (продукт)

3. Підпишіть на малюнку, які з-поміж зображених компонентів їжі розщеплюються ферментами амілазою, пепсином, ліпазою та трипсином.

• Під першим зображенням (пляшка з олією / жири): ліпаза (розщеплює жири до гліцеролу та жирних кислот).
• Під другим зображенням (хліб / вуглеводи): амілаза (розщеплює складні вуглеводи, зокрема крохмаль).
• Під третім зображенням (м’ясо / білки): пепсин, трипсин (розщеплюють білки до пептидів та амінокислот).

4. Підпишіть на малюнку зазначені складники.
1 — субстрати
2 — активний центр
3 — фермент
4 — продукт
5 — фермент-субстратний комплекс

Підписи компонентів схеми механізму ферментативної реакції:

• 1 — субстрати (вихідні молекули, що вступають у реакцію).
• 2 — активний центр (специфічна ділянка ферменту, до якої приєднується субстрат).
• 3 — фермент (біологічний каталізатор).
• 4 — продукт (кінцева речовина, утворена внаслідок реакції).
• 5 — фермент-субстратний комплекс (проміжне сполучення ферменту із субстратом у процесі каталізу).

5. Інформація може бути правдивою й хибною. Позначте біля кожного правдивого твердження «+», біля хибного — «–».

• [+] Один із травних ферментів — сахараза — розщеплює сахарозу (цукор) до глюкози й фруктози.
• [+] Молекула ферменту має активний центр, що розпізнає субстрат за принципом «ключа та замка», або ж вони «підганяються» одне до одного, як «рука і рукавичка».
• [+] Потрапляючи в організм із їжею, молекули вітамінів групи В перетворюються на коферменти. Вони з’єднуються з білком-ферментом і забезпечують перебіг хімічної реакції, що каталізує фермент.
• [-] Активність ферментів, як і всіх білків, не залежить від кислотності середовища, температури, тиску, концентрацій субстрату та інших факторів. (Помилка: ферменти є білками, тому їхня каталітична активність безпосередньо й суттєво залежить від температури, pH середовища, тиску та концентрації субстрату).

6. Лабораторне дослідження «Дослідження властивостей ферментів на прикладі каталази».
У біохімічній лабораторії кількісно визначали активність каталази за різного рН, вимірюючи об’єм виділеного кисню за одиницю часу. Отримали такі результати.

Побудуйте графік залежності швидкості ферментативної реакції від рН розчину. Який діапазон рН є оптимальним для роботи ферменту? Спрогнозуйте швидкість ферментативної реакції за умов, коли рН = 6,5.

• Опис графіка: крива має куполоподібний вигляд. Починається з нульового значення при $\text{pH} = 3$, різко зростає при $\text{pH} = 6$, досягає максимального піка при $\text{pH} = 7$ ($3{,}74\text{ мл }\text{О}_2\text{/хв}$), після чого стрімко спадає майже до нуля при $\text{pH} = 10$.
• Оптимальний діапазон pH для роботи каталази: слабкокисле — нейтральне середовище в межах $\text{pH } 6{,}0\text{–}8{,}0$ (з максимумом оптимуму при нейтральному значенні $\text{pH} = 7{,}0$).
• Прогноз швидкості реакції при $\text{pH} = 6{,}5$: за графіком значення швидкості перебуває між точками $2{,}35\text{ мл/хв}$ (при $\text{pH} = 6$) та $3{,}74\text{ мл/хв}$ (при $\text{pH} = 7$), тобто становить приблизно $3{,}0\text{–}3{,}1\text{ мл }\text{О}_2\text{/хв}$.