Bài 22. Enzim và vai trò của enzim trong quá trình chuyển hoá vật chất

Bài 22. Enzim và vai trò của enzim trong quá trình chuyển hoá vật chất tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án,...

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ ĐẾN VỚI TIẾT HỌC CỦA LỚP

10B1

Enzim là gì? Vai trò của enzim trong quá trình chuyển hoá vật chất

như thế nào?

…Vào năm 1815…

Kiêcxop đã tách được nấm lúa mì một chất dịch có khả năng

biến đổi tinh bột thành đường

… Năm 1897…

Buôcne tách chiết được từ nấm men một chất dịch có khả năng biến

đổi đường thành rượu

Vậy dịch sinh học có khả năng biến đổi chất đó là gì?

Tại sao mối phải cộng sinh với trùng roi mới tồn tại được?

Tại sao con người tiêu hoá được tinh bột nhưng lại không thể

tiêu hoá được xenlulozo?

… Ngày nay người ta gọi đó là enzim…

Bài 14: ENZIM VÀ VAI TRề CỦA ENZIM TRONG QUÁ

TRèNH CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT

I ENZIM

* Khỏi niệm

HCl

1000

Tinh bột Amilaza (cơ thể sống)

So sỏnh sự giống

và khỏc nhau về

vai trũ của HCl và enzim amilaza

Enzim là chất xỳc tỏc sinh học được tổng hợp trong cỏc tế bào sống Enzim chỉ làm tăng tốc độ của phản ứng mà khụng bị

biến đổi sau phản ứng

Chất chịu sự tác động của enzim gọi là cơ chất.

Tinh bột

Enzim là gỡ?

1 Cấu trúc của enzim

Thành phần hóa học của enzim là gì?

Enzim có thành phần hóa học là prôtêin hoặc prôtêin kết hợp với các chất khác không phải là prôtêin (vitamin, Cu, Fe,

Mg…)

Quan sát cấu trúc của enzim và cơ chất và hãy: + Mô tả cấu trúc không gian của enzim

+ Nhận xét gì về cấu trúc không gian của enzim

và cơ chất

Enzim có vùng trung tâm hoạt động:

+ Là chỗ lõm xuống hay một khe nhỏ ở trên

bề mặt của enzim để liên kết với cơ chất

+ Cấu hình không gian trung tâm hoạt động của enzim tương thÝch với cấu hình không gian của cơ chất

+ Là nơi enzim liên kết tạm thời với cơ chất

Hình 1: Enzim saccaraza và cơ chât saccarozo

2 Cơ chế tác động của enzim

Hinh 2: Sơ đồ mô tả cơ chế tác động của enzim saccaraza

* Cơ chế tác động của enzim saccaraza:

Quan sát sơ đồ: xác định tên - Cơ chất

- Enzim

- Sản phẩm

Saccarozo

Saccaraza Glucozo và Fructozo

Saccaraza + Saccarozo (Saccaraza - Saccarozo)

Glucozo + Fructozo + Saccaraza

Enzim E sẽ tác động lên cơ chất nào trong 3 cơ chất: S1, S2, S3?

Vì sao?

Hình 2:

Mô tả cơ chế tác động của enzim E?

Enzim sẽ tác động lên cơ chất S1 vì enzim E có cấu hình không gian của trung tâm hoạt động tương thích với cấu

hình không gian của cơ chất

+ Nếu trong dung dịch có nhiều A và B thì phản ứng theo chiều tạo sản phẩm C

+ Nếu trong dung dịch nhiều C hơn A hoặc B thì phản ứng tạo

thành A + B

* Cơ chế tác động của enzim:

- Enzim liên kết với cơ chất tại trung tâm hoạt động để tạo

phức hợp enzim – cơ chất

- Enzim tương tác với cơ chất để tạo ra sản phẩm

- Liên kết giữa enzim và cơ chất mang tính chất đặc thù

* Lưu ý:

Enzim xúc tác cho cả hai chiều phản ứng theo tỉ lệ tương đối của các chất tham gia phản ứng và các chất tạo thành sau phản ứng

3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim

Hoạt tính của enzim đựơc xác định như thế nào?

+ Nhiệt độ + Độ pH + Nồng độ cơ chất + Nồng độ enzim + Chất ức chế hoặc chất hoạt hóa enzim

* Hoạt tính của enzim được xác định bằng lượng sản phẩm được tạo thành từ một lượng cơ chất trên một đơn vị thời gian

* Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim:

Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim

t 0

2

0 1 3 4 5 6 7 8 9

Hình 3: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên

hoạt tính của enzim amilaza

Hình 4: Ảnh hưởng của đô pH lên hoạt tính của enzim amilaza

Quan sát biểu đồ, hãy nhận xét về ảnh hưởng của nhiệt độ và độ pH

đến hoạt tính của enzim amilaza?

Mỗi enzim có một nhiệt độ tối

ưu, tại đó enzim có hoạt tính tối

đa làm cho tốc độ phản ứng xảy

ra nhanh nhất

Ví du: amilaza (37 oC), enzim của

vi khuẩn suối nước nóng (100oC)

Mỗi enzim có một độ pH thích hợp, tại đó enzim có hoạt tính tối đa làm cho tốc độ phản ứng xảy ra nhanh nhất

Ví dụ: enzim tripsin (pH = 8), enzim pepsin dich dạ dày cần pH = 2

c Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất d Ảnh hưởng của nồng độ enzim

S 0

0

Hãy phân tích biểu đồ và cho biết ảnh hưởng của nồng độ cơ chất

và nồng độ enzim lên hoạt tính của enzim như thế nào?

Với một lượng enzim xác định,

nếu tăng dần lượng cơ chất thì

trong dung dich, thoạt đầu hoạt

tính của enzim tăng dần, nhưng

đến một lúc nào đó thì sự gia tăng

về nồng độ cơ chất cũng không

làm tăng hoạt tính của enzim

Với một lượng cơ chất xác định, nếu nồng độ enzim càng cao thì hoạt tính của enzim càng

tăng

Nếu chất húa học liờn kết với enzim làm + tăng hoạt tớnh của enzim

+ ức chế sự hoạt động của enzim Khoa học gọi chất đú là gỡ?

e Chất ức chế hoặc chất hoạt húa

Là những chất húa học khi liờn kết với enzim cú thể hoạt húa hoặc ức chế hoạt động của enzim, do đú làm tăng hoặc giảm hoạt tớnh của enzim

trọng của hệ thần kinh ng ời và động vật

Một số thuốc kháng sinh ức chế hoạt động

enzim ở vi khuẩn, nh pênixilin làm ức chế enzim

transpeptidaza lam vi khuẩn không tổng hợp đ ợc thành tế bào của nó

Enzim pepsin khi mới tiết ra ở dạng không hoạt

động là pepsinogen, sau đó đã đ ợc HCL hoạt hoá

để trở thành enzim pepsin hoạt động

Enzim cacbôxypolypeptitdaza đ ợc tiết ra ở dạng không hoạt động là procacbôxypolypeptitdaza sau

đó đ ợc enzim trypsin hoạt hoá(nhóm enzim phân giải protein)

II VAI TRò CủA ENZIM TRONG QUá TRìNH CHUYểN HOá VậT

CHấT

Quan sát đồ thị em có nhận xét gì về vai trò của enzim?

II VAI TRề CỦA ENZIM TRONG QUÁ TRèNH CHUYỂN HểA VẬT CHẤT

- Enzim làm giảm năng l ợng hoạt hoá cho các phản ứng sinh hoá trong cơ thể làm tăng tốc độ phản ứng

- Hiệu quả của phản ứng sẽ thay đổi nếu enzim liên kết với các chất ức chế hoặc chất hoạt hoá

-Sự có mặt của enzim trong tế bào làm tăng các chất cần thiết và giảm các chất độc hại cho tế bào

Hình 7 : Sơ đồ minh họa sự điều hòa quá trinh chuyển hóa bằng ức chế ngược.

ức chế ngược

Ức chế ngươc là gì?

Ức chế ngược là kiểu điều hòa trong đó sản phẩm của con đường chuyển hóa quay lại tác động như một chất ức chế làm bất hoạt

enzim xúc tác cho phản ứng ở đầu của con đường chuyển hóa

Khi một enzim nào đó trong tế bào không được tổng hợp hoặc tổng hợp quá ít hay bị bất hoạt thì không những sản phẩm không được tạo thành mà cơ chất của enzim đó cũng sẽ bị tích lũy lại gây độc cho tế bào hoặc có thể được chuyển hóa theo con đường phụ thành các chất độc gây nên các triệu chứng bệnh lí Các bệnh như vậy người ta gọi là bệnh rối loạn chuyển hóa

Quá trình chuyển hóa axit trong cơ thể trẻ gặp trở ngại bởi đột biến gene hoặc thiếu hụt enzym làm tắc nghẽn con đường

chuyển hóa

Khi mắc bệnh này, cơ thể trẻ sẽ không thể hấp thụ được một hoặc một số chất dinh dưỡng Do đó, khi trẻ ăn thức ăn có loại chất trên, hoặc mẹ ăn rồi cho con bú, cơ thể trẻ không chuyển hóa được dẫn đến nhiễm độc các chất trung gian trên chỗ tắc

hoặc sinh ra thiếu hụt năng lượng

Bệnh rối loạn chuyển hóa là gì?

Sơ đồ dưới đây mô tả con đường chuyển hóa giả định Mũi tên

chấm gạch chỉ sự ức chế ngược Nếu chất G và F dư thừa trong tế bào thì nồng độ chất nào sẽ tăng một cách bất thường?

F E

H

Nếu chất G và F có dư thừa trong tế bào thì chúng sẽ ức chế

phản ứng phía trước làm dư thừa chất C trong tế bào Do đó chất

C bị dư thừa sẽ ức chế enzim chuyển hóa chất B nên chất A sẽ bị

tích lũy lại trong tế bào Chât A bị dư thừa sẽ chuyển hóa thành

chất H làm tăng chất H trong tế bào và gây hại cho tế bào

Đán án: H

Đáp án: Vì trong đu đủ có enzim papain, trong døa cã

enzim bromelin phân giải prôtêin

Đáp án: Vì trong cơ thể côn trùng có các dạng đột biến có khả

năng tổng hợp ra enzim phân giải thuốc trừ sâu, làm vô hiệu hóa

tác động của thuốc Khi sử dụng thuốc trừ sâu thì những cá thể

không có gen kháng thuốc(gen quy định tổng hợp enzim phân giải thuốc trừ sâu) sẽ bị đào thải, còn những cá thể có gen kháng thuốc được giữ lại

Vì sao nhiều loài côn trùng lại có khả năng kháng thuốc trừ sâu?

Tại sao ta ăn thịt bò khô nộm với đu đủ hoÆc xµo thÞt bß víi døa

thì lại dễ tiêu hóa hơn là khi ăn thịt bò riêng?

BÀI TẬP VỀ NHÀ

- Trả lời các câu hỏi cuối bài

- Đọc mục “ Em có biết”

CHUẨN BỊ THỰC HÀNH

+ Nhóm 1 và nhóm 3:

Mỗi nhóm chuẩn bị: 4 củ khoai tây sống và 4 củ khoai tây chín + Nhóm 2 và nhóm 4:

Mỗi nhóm chuẩn bị: 2 quả dứa tươi (không quá xanh và không quá chín), 2 buồng gan gà tươi

* Yêu cầu

- Các nhóm nghiên cứu trước cách tiến hành thí nghiệm

- Lập bản tường trình thí nghiệm