Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».
§ 7. Властивості та принцип роботи ферментів
Завдання 1 (с. 41)
Енергетичні ефекти реакції з ферментом
Розглянути енергетичні графіки (синій — без каталізатора, бузковий — з ферментом), визначити відмінність у енергії активації та характер реакції (ендо- чи екзотермічна).
Розв’язання
На графіку без ферменту (синій) бар'єр для початку реакції (енергія активації) значно вищий, ніж на графіку з ферментом (бузковий).
Початкова енергія реагентів і кінцева енергія продуктів однакові в обох випадках, що означає незмінність теплового ефекту.
Оскільки енергія продуктів нижча за енергію реагентів, реакція виділяє тепло.
Відповідь:
Принципова відмінність полягає у значно нижчій енергії активації при наявності ферменту, що дозволяє реакції протікати швидше за тих самих умов. Реакція є екзотермічною, оскільки енергія продуктів менша за енергію реагентів (тепло виділяється).
Завдання 2 (с. 41)
Модель ферментативної реакції
Виготовити модель фермент-субстратного комплексу з матеріалів (папір, картон тощо) або створити віртуальну модель, пояснити механізм роботи.
Розв’язання
Зігніть картон у форму дужок або серпа, щоб це був активний центр ферменту.
Виріжте з іншого паперу деталь відповідної форми для субстрату, який має "вписуватися" в дірку ферменту.
Поєднайте їх, показуючи, як субстрат утворює фермент-субстратний комплекс і перетворюється на продукти.
Відповідь:
Модель створена за принципом "ключа та замка": активний центр ферменту має специфічну форму, яка дозволяє зв'язувати лише певний субстрат, забезпечуючи каталіз реакції.
Завдання 3 (с. 41)
Аналіз препаратів для травлення
Знайти препарати для полегшення стану після переїдання, проаналізувати їхню інструкцію (діючі речовини, механізм дії, безпека, протипоказання).
Розв’язання
Препарати містять ферменти (наприклад, панкреатин), які імітують роботу власних травних ферментів для розщеплення складних поживних речовин.
Механізм дії полягає у зниженні навантаження на шлунок та кишківник за рахунок зовнішнього введення каталізаторів.
Безконтрольне вживання небезпечне через можливі алергічні реакції, порушення мікрофлори або взаємодію з іншими ліками; протипоказані при виразці шлунка чи панкреатиті.
Відповідь:
Препарати містять ферменти (ліпаза, амілаза, пепсин) або їхні аналоги. Вони допомагають травленню, але не є безпечними для довгострокового прийому без призначення лікаря через ризик побічних ефектів та протипоказань (наприклад, виразкова хвороба).
Завдання 9
Висновки про властивості ферментів
Пояснити отримані результати активності ферменту за різних умов (рН, температура), підтвердити гіпотези та зробити загальний висновок про властивості ферментів.
Розв’язання
Для рН аналізуємо таблицю: активність каталази максимальна при рН 7 (нейтральне середовище) і майже відсутня при сильній кислоті (рН 3) чи лужності (рН 10).
Для температури використовуємо графіки: реакція прискорюється зі збільшенням температури до певної межі, але при окропі фермент руйнується, а в льоду активність дуже низька.
За експериментом з картоплею бачимо, що у пробірках з оцтом (кислота) та амоніаком (луг), а також після кип'ятіння бульбашок газу немає або мало, тоді як у контрольній пробірці реакція йде активно.
Відповідь:
Гіпотези підтвердилися: активність ферментів залежить від рН та температури. Оптимальні умови для каталази — нейтральне середовище (рН близько 7) і температура близько 37–40 °C. Ферменти є біологічними каталізаторами, що прискорюють реакції, але чутливі до змін умов, оскільки це білки.
