Список Інтернет-джерел. Тема 1.3. Макромолекули (полісахариди, білки, нуклеїнові кислоти)

План

Тема 1.3. Макромолекули (полісахариди, білки, нуклеїнові кислоти).

(2 год.)

Мета: розглянути органічні сполуки: ферменти, вітаміни, гормони,

фактори росту, з’ясувати їх роль у життєдіяльності живих

організмів.

1. Ферменти, їх дія, застосування у господарстві.

2. Вітаміни, гормони, фактори росту, їх роль у життєдіяльності.

Література

1. Кучеренко М.Є. та інші. Загальна біологія: Підручник для учнів 10 класу

середніх загальноосвітніх навчальгих закладів. – Київ: Генеза, 2008,

с.27-32.

2. Тагліна О.В. Загальна біологія 10 клас: Підручник для загальноосвітніх

навчальних закладів. – Харків: Ранок, 2010, с.65-69.

1. osvita.ua/school/news/8715/

2. www.edu.kh.ua/.../elektronni_pidruchniki_

3. http://www.mon.gov.ua

4.http://www.iitzo.gov.ua

Завдання: законспектувати запитання плану, перевірити засвоєні знання за

допомогою питань для самоконтролю.

Питання для самоконтролю:

1. Що таке ферменти, гормони, вітаміни, фактори росту?

2. Чим прості ферменти відрізняються від складних?

3. Від яких чинників залежить активність ферменту?

4. Чи змінюється фермент у процесі реакції?

5. Які проблеми вирішує інженерна ензимологія?

6. Які є вітаміни?

7. Чому вітаміни необхідні для життя?

8. Яку роль у життєдіяльності відіграють гормони та фактори росту?

Форма поточного контролю: перевірка конспекту самостійної роботи.

Ферменти — це білкові молекули, що є біологічними каталізаторами. Вони присутні в усіх живих клітинах та сприяють перетворенню одних речовин (субстратів) на інші (продукти). Ферменти виступають у ролі каталізаторів практично в усіх біохімічних реакціях, що відбуваються в живих організмах.

Ферменти називають також ензимами (слово «ферменти» — латинського походження, «ензими» — грецького). Терміни «ферменти» й «ензими» вчені вживають як синоніми, наука про ферменти називається ензимологією.

Кожний фермент забезпечує одну або кілька реакцій одного типу. Наприклад, жири у травному тракті, а також у клітині розщеплюються спеціальним ферментом — ліпазою, яка не діє на полісахариди та білки, фермент амілаза, що розщеплює крохмаль або глікоген, не діє на жири.

Кожна молекула ферменту може здійснювати від кількох тисяч до кількох мільйонів операцій за хвилину. Під час цих операцій фермент не витрачається та не змінюється. За хімічним складом розрізняють прості ферменти, які складаються тільки з амінокислот, і складні ферменти, що мають небілкову частину (наприклад, вітаміни, йони Цинку, Магнію, Феруму). Основною функцією ферменту є прискорення швидкості перебігу реакцій у сотні разів. Без ферментів процеси життєдіяльності неможливі. У процесі реакції, що каталізується, у контакт із субстратом вступає не вся молекула ферменту, а певна її ділянка, що називається активним центром.

Основною властивістю ферментів є їх здатність утворювати за допомогою активного центру фермент-субстратний комплекс і прискорювати перебіг реакції. Але існують й інші важливі властивості ферментів:

— прискорюючи швидкість реакції, вони самі в цій реакції не витрачаються;

— ферменти є високоспецифічними: один фермент може каталізувати лише одну реакцію або декілька реакцій одного типу;

— присутність ферментів не впливає ні на властивості, ні на природу субстрату і кінцевого продукту (або продуктів) реакції;

— дуже мала кількість ферменту спричиняє перетворення великих кількостей субстрату;

— активність ферментів залежить від pH середовища, температури, тиску, концентрацій субстрату тощо.

Механізм дії ферментів.

Існує дві гіпотези, що пояснюють, як діють ферменти. Одна з них називається гіпотезою «ключа та замка», а друга — гіпотезою «руки та рукавички». Відповідно до першої, субстрат є «ключем», який точно підходить до «замка» — ферменту. Найважливішою частиною «замка» є активний центр. Саме з ним і з’єднується субстрат, оскільки форма субстрату відповідає формі активного центру. Утворюється фермент-субстратний комплекс. Це активований стан, який веде до утворення продуктів реакції. Продукти, що утворилися, за формою уже не відповідають активному центру. Вони відокремлюються від нього, після чого активний центр, що звільнився, може приймати нові молекули субстрату.

Відповідно до другої гіпотези, активний центр не чітко підходить до субстрату. Субстрат спричиняє певні зміни в активному центрі, і «рукавичка» дещо змінюється, будучи одягнутою на «руку».

Використання ферментів у промисловості

Людина активно застосовує ферменти у промисловості. Перший патент на використання ферментних препаратів з промисловою метою було отримано у 1981 році. Ферменти використовуються в харчовій та кондитерській промисловості, а також у текстильній промисловості для відбілювання й обробки пряжі та бавовняних ниток.

Ферменти можна використовувати, не вилучаючи їх із живих організмів, безпосередньо в бактеріальних клітинах. Цей спосіб є основою будь-якого мікробіологічного виробництва.

Біохіміки думали про те, як застосовувати чисті препарати ферментів, щоб уникнути побічних реакцій, супутніх життєдіяльності мікроорганізмів. Створення виробництв, у яких використовуються ферменти в чистому вигляді як реактиви, дуже вигідні. Але є принципове ускладнення: багато ферментів після їх вилучення з клітини дуже швидко деактивуються, руйнуються. Учені знайшли розв’язання проблеми. Для того щоб зробити ферменти стійкими, придатними для багаторазового тривалого промислового

використання, їх за допомогою міцних хімічних зв’язків приєднують до нерозчинних або розчинних носіїв. У результаті ферменти стають стійкими.

Створення таких ферментів — заслуга інженерної ензимології, одного з нових напрямків біотехнології. Сьогодні за допомогою методів інженерної ензимології у промисловості отримують, наприклад, глюкозо-фруктозні сиропи, напівсинтетичні пеніциліни, дієтичне безлактозне молоко тощо.

Вітаміни (від латин. vita — життя) — це низькомолекулярні органічні сполуки різної хімічної природи, що виконують важливі біохімічні та фізіологічні функції. Вітаміни входять до складу ферментів. Вони потрібні організмові в дуже невеликих кількостях. Людина та тварини не синтезують вітаміни або синтезують їх у недостатній кількості й тому повинні отримувати їх із їжею. Основне джереловітамінів — рослини, у яких можуть міститися і так звані провітаміни, що перетворюються на вітаміни в організмі. Розрізняють водо- та жиророзчинні вітаміни. До водорозчинних вітамінів належать вітамін C (аскорбінова кислота), вітаміни групи B — В1 (тіамін), В2 (рибофлавін), В6 (піридоксин), В12 (кобаламін), вітамін PP (ніацин) та інші. До жиророзчинних — вітамін A (ретінол), D (кальциферол), E (токоферол) та вітамін K (нафтохінон).

У складі ферментів вітаміни беруть участь в енергетичному обміні (вітаміни В1 і В2), біосинтезі та перетвореннях амінокислот (вітаміни В6 і В12), жирних кислот (пантотенова кислота) та інших процесах.

Функції жиророзчинних вітамінів пов’язані із процесами світлосприйняття (вітамін A), зсідання крові (вітамін K), засвоєння Кальцію (вітамін D) тощо.

Гормони — це біологічно активні сполуки, що виділяються залозами внутрішньої секреції безпосередньо у кров і лімфу.

За своєю хімічною будовою гормони можуть бути похідними холестерину, наприклад гормони кори надниркових залоз — кортикостероїди (гідрокортизон, кортикостерон, альдостерон) — і гормони статевих залоз (тестостерон, естрадіол, прогестерон). А можуть бути білковими, наприклад гормони, що виділяються гіпофізом (окситоцин, вазопресин, адренокортикотропний гормон та інші).

Існують гормони — похідні амінокислоти тирозину, до них належать тироксин, трийодтиронін, які виділяються щитоподібною залозою, та адреналін, норадреналін, що виділяються мозковою речовиною надниркових залоз.

Дія гормонів різноманітна й виявляється в дуже малих концентраціях. Вони справляють регулювальний вплив на всі реакції обміну речовин, відіграють важливу роль у підтримуванні гомеостазу, процесах адаптації організму до змінних умов середовища. Гормони регулюють ріст, розмноження та диференціювання тканин, синтез білків, проникність кліткових мембран.

Гомеостаз — це система скоординованих реакцій, спрямованих на забезпечення підтримання або відновлення сталості внутрішнього середовища організму.

Дата добавления: 2015-04-25