Лабораторная работа №1. Каталитическая активность ферментов в живой клетке

Каталитическая активность ферментов в живой клетке

Цель: актуализировать знания о роли ферментов в клетках, развивать умения проводить опыты и объяснять результаты работы.

Оборудование: свежий 3% раствор перекиси водорода, пробирки, пинцет, ткани растений (кусочки сырого и вареного картофеля) и животных (кусочки сырого и вареного мяса или рыбы).

Теоретическая часть

Одна из важнейших функций белков – каталитическая. Биологический катализатор (фермент) ускоряет все биохимические процессы в организме. Сейчас известно более 2000 ферментов.

Свойства ферментов:

1. Каждый фермент ускоряет только одну какую-либо реакцию или группу однотипных реакций. Это называется избирательностью фермента. Она позволяет организму быстро и точно выполнять четкую программу нужных ему соединений на основе молекул пищевых веществ.

2. Большинство ферментов обладают очень высокой эффективностью. Скорость некоторых ферментативных реакций может быть в 10¹⁵ раз больше скорости реакций, протекающих в их отсутствие. Так, при температуре 37⁰ (температура тела человека) сахар и вода могли бы сколь угодно долго сосуществовать, а в клетке они взаимодействуют с выделением энергии. Для разложения воды на водород и кислород необходимо нагревание до тысяч градусов, а в клетках зеленых растений эта реакция совершается при обычной температуре.

Вещество, на которое воздействует фермент, называется субстратом. Структура молекулы фермента и субстрата должны точно соответствовать друг другу, этим объясняется специфичность действия ферментов. Каталитическая функция белка связана с его третичной структурой. Каталитической активностью обладает лишь определенный участок молекулы фермента, называемый активным центром.

Под влиянием различных факторов изменяется структура молекулы белка, ее конфигурация и фермент могут терять свою активность. Примером влияния на биохимический процесс в организме является фермент каталаза, который содержится в его клетках для обезвреживания образовавшегося пероксида водорода. Пероксид (перекись) водорода образуется в некоторых растительных и животных клетках в качестве побочного продукта обмена веществ. Соединение это токсично для клеток и каталаза обеспечивает эффективное его удаление: 2Н₂О₂ → 2Н₂О + О₂↑ + выделяется энергия.

Фермент функционирует с очень большой скоростью, одна его молекула расщепляет за 1с 200 000 молекул Н₂О₂.

Ход работы: