Chương III: Chuyển Hóa Vật Chất Và Năng Lượng Trong Tế Bào – Sinh Học Lớp 10
Bài 14: Enzim Và Vai Trò Của Enzim Trong Quá Trình Chuyển Hóa Vật Chất
Nội dung Bài 14: Enzim Và Vai Trò Của Enzim Trong Quá Trình Chuyển Hóa Vật Chất thuộc Chương III: Chuyển Hóa Vật Chất Và Năng Lượng Trong Tế Bào môn Sinh Học Lớp 10. Giúp các bạn nêu được cấu trúc và chức năng của enzim. Nêu được cơ chế tác động của enzim với cơ chất. Nêu được các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim. Nêu được vai trò của enzim trong quá trình chuyển hóa vật chất. Phát triển kĩ năng quan sát và phân tích hình, thảo luận nhóm và làm việc độc lập. Mời các bạn theo dõi ngay dưới đây.
Hoạt tính của enzim có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ pH, chất ức chế, chất hoạt hoá cũng như nồng độ cơ chất.
Tế bào có thể điều hoà quá trình chuyển hoá vật chất thông qua điều khiển hoạt tính của các enzim bằng các chất hoạt hoá hay ức chế.HocTapHay.Com
Câu hỏi 1 bài 14 trang 57 SGK sinh học lớp 10: Tại sao cơ thể người có thể tiêu hóa được tinh bột nhưng lại không thể tiêu hóa được xenlulôzơ?
Giải:
Tinh bột và Xenlulôzơ là 2 cơ chất khác nhau, và bị phân cắt bởi 2 enzim khác nhau.
Tinh bột và xenlulôzơ đều có đơn phân là glucose nhưng con người không tiêu hóa được xenlulôzơ bởi vì không có enzyme xenlulaza để phân cắt xenlulôzơ.
I. Enzim
Enzim là chất xúc tác sinh học được tổng hợp trong các tế bào sống. Enzim chỉ làm tăng tốc độ của phản ứng mà không bị biến đổi sau phản ứng.
1. Cấu trúc
Enzim có thể có thành phần chỉ là prôtêin hoặc prôtêin kết hợp với các chất khác không phải là prôtêin.
Trong phân tử enzim có vùng cấu trúc không gian đặc biệt chuyên liên kết với cơ chất (chất chịu sự tác động của enzim) được gọi là trung tâm hoạt động. Thực chất, đây là một chỗ lõm hoặc khe nhỏ trên bề mặt enzim. Cấu hình không gian của trung tâm hoạt động của enzim tương thích với cấu hình không gian của cơ chất. Tại đây, các cơ chất liên kết tạm thời với enzim và nhờ đó phản ứng được xúc tác (hình 14.1).
2. Cơ chế tác động
Thoạt đầu, enzim liên kết với cơ chất tại trung tâm hoạt động tạo nên phức hợp enzim-cơ chất. Sau đó, bằng nhiều cách khác nhau, enzim tương tác với cơ chất để tạo ra sản phẩm (hình 14.1). Liên kết enzim-cơ chất mang tính đặc thù. Vì thế, mỗi enzim thường chỉ xúc tác cho một phản ứng.
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của 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.
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới hoạt tính của enzim. Sau đây chúng ta xem xét một số yếu tố chính:
– Nhiệt độ: 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.
– Độ pH: Mỗi enzim có một độ pH thích hợp. Ví dụ, enzim pepsin của dịch dạ dày người cần pH = 2.
– Nồng độ cơ chất: Với một lượng enzim xác định nếu tăng dần lượng có chất trong dung dịch thì 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. Vì tất cả trung tâm hoạt động của enzim đã được bão hoà bởi cơ chất.
– Chất ức chế hoặc hoạt hoá enzim: Một số chất hoá học có thể ức chế sự hoạt động của enzim. Một số chất khác khi liên kết với enzim lại làm tăng hoạt tính của enzim. Chẳng hạn, thuốc trừ sâu DDT… là những chất ức chế một số enzim quan trọng của hệ thần kinh người và động vật.
– Nồng độ enzim: Với một lượng cơ chất xác định, khi nồng độ enzim càng cao thì hoạt tính của enzim càng tăng.
II. Vai Trò Của Enzim Trong Quá Trình Chuyển Hóa Vật Chất
Khi có enzim xúc tác, tốc độ của một phản ứng có thể tăng cả triệu lần. Nếu tế bào không có các enzim thì các hoạt động sống không thể duy trì được vì tốc độ của các phản ứng sinh hoá xảy ra quá chậm.
Tế bào có thể tự điều chỉnh quá trình chuyển hoá vật chất để thích ứng với môi trường bằng cách điều chỉnh hoạt tính của các enzim. Sử dụng các chất ức chế hoặc hoạt hoá enzim là một trong các cách điều chỉnh hoạt tính của enzim khá hiệu quả và nhanh chóng. Các chất ức chế đặc hiệu khi liên kết với enzim sẽ làm biến đổi cấu hình của enzim làm cho enzim không thể liên kết được với cơ chất. Ngược lại, các chất hoạt hoá khi liên kết với enzim sẽ làm tăng hoạt tính của enzim.
Ức chế ngược là kiểu điều hoà trong đó sản phẩm của con đường chuyển hoá quay lại tác động như một chất ức chế làm bất hoạt enzim xúc tác cho phản ứng ở đầu của con đường chuyển hoá (hình 14.2).
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 luỹ lại gây độc cho tế bào hoặc có thể được chuyển hoá theo con đường phụ thành các chất độc gây nên các triệu chứng bệnh lí. Các bệnh như vậy ở người được gọi là bệnh rối loạn chuyển hoá.
Câu hỏi 2 bài 14 trang 59 SGK sinh học lớp 10: Sơ đồ dưới đây mô tả các 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?
Giải:
Cơ chế liên hệ ngược sẽ truyền tín hiệu về bộ phận điều khiển làm tăng cường hoặc giảm bớt hoạt động nào đó.
Nếu chất G bị thừa sẽ ức chế sự chuyển hóa từ chất C → D.
Nếu chất F bị thừa sẽ ức chế sự chuyển hóa từ chất C → E.
Chất C bị thừa sẽ ức chế sự hình thành chất B từ chất A.
Chất A sẽ được chuyển thành chất H.
Vậy chất H sẽ tăng bất thường.
Câu Hỏi Và Bài Tập
Hướng dẫn giải bài tập SGK Bài 14: Enzim Và Vai Trò Của Enzim Trong Quá Trình Chuyển Hóa Vật Chất thuộc Chương III: Chuyển Hóa Vật Chất Và Năng Lượng Trong Tế Bào môn Sinh Học Lớp 10. Các bài giải có kèm theo phương pháp giải và cách giải khác nhau.
Bài Tập 1 Trang 59 SGK Sinh Học Lớp 10
Nêu cấu trúc và cơ chế tác động của enzim.
Bài Tập 2 Trang 59 SGK Sinh Học Lớp 10
Tại sao khi tăng nhiệt độ lên quá cao so với nhiệt độ tối ưu của một enzim thì hoạt tính của enzim đó lại bị giảm thậm chí bị mất hoàn toàn?
Bài Tập 3 Trang 59 SGK Sinh Học Lớp 10
Tế bào nhân thực có các bào quan có màng bao bọc cũng như có lưới nội chất chia tế bào chất thành những xoang tương đối cách biệt có lợi gì cho sự hoạt động của các enzim? Giải thích.
Bài Tập 4 Trang 59 SGK Sinh Học Lớp 10
Tế bào có thể tự điều chỉnh quá trình chuyển hóa vật chất bằng cách nào?
Tóm Tắt Lý Thuyết
Lý thuyết Bài 14: Enzim và vai trò của Enzim trong quá trình chuyển hóa vật chất Sách giáo khoa Sinh học lớp 10 ngắn gọn, đầy đủ, dễ hiểu có sơ đồ tư duy.
I. Enzim
– Là chất xúc tác sinh học được tổng hợp trong tế bào sống. Enzim làm tăng tốc độ phản ứng mà không bị biến đổi sau phản ứng.
1. Cấu trúc
– Thành phần enzim có thể là prôtêin hoặc prôtêin kết hợp với chất khác.
– Enzim có vùng trung tâm hoạt động:
+ Là một chỗ lõm hoặc khe nhỏ trên bề mặt enzim để kết hợp với cơ chất.
+ Cấu hình không gian của enzim tương ứng với cấu hình của cơ chất.
2. Cơ chế tác động
– Enzim + Cơ chất ⟶ Enzim – cơ chất ⟶ Enzim tương tác với cơ chất để tạo thành sản phẩm và enzim được giải phóng.
⟹ Liên kết enzim – cơ chất mang tính đặc thù ⟶ Mỗi enzim chỉ xúc tác cho 1 phản ứng.
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim
– Nhiệt độ: 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.
– Độ pH: Mỗi enzim có một độ pH thích hợp (đa số pH = 6 – 8).
– Nồng độ cơ chất: Với một lượng enzim xác định, nếu tăng dần lượng cơ chất trong dung dịch thì lúc đầu hoạt tính của enzim tăng sau đó không tăng.
– Chất ức chế hoặc hoạt hóa enzim: Có thể làm tăng hoặc ức chế hoạt tính của enzim.
– Nồng độ enzim: Với một lượng cơ chất xác định, khi nồng độ enzim càng cao thì hoạt tính của enzim càng tăng.
II. Vai Trò Của Enzim Trong Quá Trình Chuyển Hóa Vật Chất
– Enzim xúc tác phản ứng sinh hóa trong tế bào.
– Tế bào tự điều hòa quá trình chuyển hóa vật chất thông qua điều khiển hoạt tính của enzim bằng các chất hoạt hóa hay ức chế.
– 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 con đường chuyển hóa.
Câu Hỏi Trắc Nghiệm
Câu 1: Đặc điểm nào sau đây không phải của enzim?
A. Là hợp chất cao năng
B. Là chất xúc tác sinh học
C. Được tổng hợp trong các tế bào sống
D. Chỉ làm tăng tốc độ phản ứng mà không bị biến đổi sau phản ứng
Câu 2: Phát biểu sau đây có nội dung đúng là:
A. Enzyme là một chất xúc tác sinh học
B. Enzyme được cấu tạo từ các đisaccrit
C. Enzyme sẽ lại biến đổi khi tham gia vào phản ứng
D. Ở động vật, enzyme do các tuyến nội tiết tiết ra
Câu 3: Hoạt động nào sau đây là của enzim?
A. Xúc tác các phản ứng trao đổi chất
B. Tham gia vào thành phần của các chất tổng hợp được
C. Điều hoà các hoạt động sống của cơ thế
D. Cả 3 hoạt động trên
Câu 4: Enzim được tổng hợp trong tế bào sống để?
A. Cấu tạo các đại phân tử hữu cơ
B. Làm nguyên liệu tổng hợp các chất
C. Xúc tác các phản ứng sinh hóa
D. Làm chất trung gian chuyển hóa giữa các quá trình
Câu 5: Thành phần cơ bản của enzim là
A. Lipit.
B. Axit nucleic.
C. Cacbon hiđrat.
D. Protêin.
Câu 6: Thành phần nào dưới đây không thể thiếu trong cấu tạo của một enzim?
A. Axit nuclêic
B. Prôtêin
C. Cacbohiđrat
D. Lipit
Câu 7: Enzim có bản chất là
A. Prôtêin
B. Mônôsaccarit
C. Pôlisaccarit
D. Phôtpholipit
Câu 8: Khi enzim xúc tác phản ứng, cơ chất liên kết với
A. Cofactơ.
B. Prôtêin.
C. Coenzim.
D. Trung tâm hoạt động.
Câu 9: Vùng cấu trúc không gian đặc biệt của enzim chuyên liên kết với cơ chất được gọi là
A. Trung tâm điều khiển
B. Trung tâm vận động
C. Trung tâm phân tích
D. Trung tâm hoạt động
Câu 10: Vùng không gian đặc biệt chuyên liên kết với cơ chất trong cấu trúc của enzim được gọi là
A. Trung tâm hoạt động
B. Trung tâm tổng hợp
C. Trung tâm ức chế
D. Trung tâm hoạt hóa
Câu 11: Cơ chất là
A. Chất tham gia cấu tạo enzim
B. Sản phẩm tạo ra từ các phản ứng do enzim xúc tác
C. Chất tham gia phản ứng do enzim xúc tác
D. Chất tạo ra do enzim liên kết với cơ chất
Câu 12: Chất tham gia phản ứng do enzim xúc tác gọi là
A. Trung tâm phản ứng
B. Nguyên liệu
C. Chất cảm ứng
D. Cơ chất
Câu 13: Hoạt động đầu tiên trong cơ chế tác động của enzim là
A. Tạo ra các sản phẩm trung gian
B. Tạo ra phức hợp enzim – cơ chất
C. Tạo ra sản phẩm cuối cùng
D. Giải phóng enzim khỏi cơ chất
Câu 14: Trong cơ chế tác động của enzim, không có hoạt động nào sau đây?
A. Tương tác với enzim
B. Tạo ra phức hợp enzim – cơ chất
C. Giải phóng enzim và sản phẩm
D. Phân hủy enzim sau khi giải phóng sản phẩm
Câu 15: Cơ chế hoạt động của enzim có thể tóm tắt thành một số bước sau
(1) Tạo ra các sản phẩm trung gian
(2) Tạo nên phức hợp enzim – cơ chất
(3) Tạo sản phẩm cuối cùng và giải phóng enzim Trình tự các bước là
A. (2) → (1) → (3)
B. (2) → (3) → (1)
C. (1) → (2) → (3)
D. (1) → (3) → (2)
Câu 16: Cơ chế hoạt động của enzim có thể tóm tắt thành một số bước sau
(1) Enzim liên kết với cơ chất tạo nên phức hợp enzim – cơ chất
(2) Tạo sản phẩm cuối cùng và giải phóng enzim
(3) Enzim tương tác với cơ chất
Trình tự các bước là
A. (2) → (1) → (3)
B. (2) → (3) → (1)
C. (1) → (2) → (3)
D. (1) → (3) → (2)
Câu 17: Enzim có đặc tính nào sau đây?
A. Tính đa dạng
B. Tính đặc thù
C. Tính bền vững với nhiệt độ cao
D. Hoạt tính yếu
Câu 18: Enzyme có đặc tính nào sau đây?
A. Tính thoái hóa
B. Tính chuyên hoá
C. Tính bền với nhiệt độ cao
D. Tính phổ biến
Câu 19: Enzim không có đặc điểm nào sau đây?
A. Hoạt tính xúc tác mạnh
B. Tính chuyên hóa cao
C. Bị biến đổi sau phản ứng
D. Bị bất hoạt ở nhiệt độ cao.
Câu 20: Trong các hợp chất hữu cơ sau, hợp chất nào không phải là enzim:
A. Trypsin.
B. Chymotripsin.
C. Secretin.
D. Pepsin
Ở trên là nội dung Bài 14: Enzim Và Vai Trò Của Enzim Trong Quá Trình Chuyển Hóa Vật Chất thuộc Chương III: Chuyển Hóa Vật Chất Và Năng Lượng Trong Tế Bào môn Sinh Học Lớp 10. Trong bài này các bạn được tìm hiểu kiến thức về enzim như thành phần cấu tạo, cơ chế tác động, các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của enzim và vai trò quan trọng của enzim trong quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng trong tế bào. Các bạn giải thích được cơ chế chìa khoá ổ khoá trong hoạt động của enzim. Chúc các bạn học tốt Sinh Học Lớp 10.
Trả lời