Bài 14. Enzim và vai trò của enzim trong quá trình chuyển hóa vật chất

Câu 1: Năng lượng l� gì? N�u nh?ng d?ng n?ng l??ng cĩ trong t? b�o?
Câu 2: Trình bày cấu trúc v� vai trị c?a ATP?
KIỂM TRA BÀI CŨ:
ENZIM VÀ VAI TRÒ ENZIM TRONG QUÁ TRÌNH CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT
BÀI 14
*Enzim là chất xúc tác sinh học được tổng hợp trong các tế bào sống.
I-Enzim
*Enzim ( E) có b?n ch?t là prôtêin hoặc Prôtêin kết hợp với chất khác.
1. Cấu trúc:
Enzim được cấu tạo từ thành phần nào?
- Enzim ( E) có thành phần ch? là prôtêin hoặc Prôtêin kết hợp với c�c chất khác.
Enzim
Chất chịu tác dụng của enzim được gọi là gì?
- Chất chịu tác dụng của enzim gọi là cơ chất ( S).
Cơ chất
1. Cấu trúc:
-Phân tử enzim có trung tâm hoạt động:Vùng cấu trúc không gian đặc biệt chuyên liên kết với cơ chất
==>Cấu hình này tương thích với cấu hình không gian của cơ chất
-Trung tâm hoạt động là nơi liên kết t?m th?i cơ chất v?i enzim.
+
E
S
Trung tâm hoạt động
2. Cơ chế tác động của enzim:
Việc liên kết giữa enzim và cơ chất có tính đặc thù như thế nào?
Enzim
Cơ chất
Enzim-cơchất
Trung tâm hoạt động c?a enzim cĩ c?u hình tương thích với cấu hình không gian của cơ chất
saccarôzơ
Trung tâm hoạt động
H2O
Glucôzơ
Fructôzơ
Sơ đồ mô tả cơ chế hoạt động của enzim saccaraza - một loại enzim thủy phân đường saccarôzơ thành glucôzơ và fructôzơ
Enzim nguyên vẹn
C? CH? T�C ??NG C?A ENZYM
- Tính chuyên hoá cao: Mỗi enzim chỉ xúc tác cho một hoặc một vài phản ứngVí dụ: enzim urêaza chỉ phân huỷ urê trong nước tiểu, mà không tác dụng lên bất cứ chất nào khác.
C? CH? T�C ??NG C?A ENZYM
EP
P1
P2
E
C? CH? T�C ??NG C?A ENZYM
+
+
2. Cơ chế tác động của enzim:
Quan sát hình sau , hãy giải thích cơ chế tác động của enzim
Trước tiên, enzim liên kết với cơ chất tạo thành một hợp chất trung gian gọi là “enzim – cơ chất”.
Cuối phản ứng, hợp chất đó sẽ được phân giải để cho sản phẩm của phản ứng và giải phóng enzim nguyên vẹn.

+
+
E
ES
EP
S
E
P
C? CH? T�C ??NG C?A ENZYM
+
+
Cơ chất
Enzim
Enzim
Enzim-cơchất
Sản phẩm
Enzim làm tăng tốc độ của phản ứng mà không bị biến đổi sau phản ứng.
saccarôzơ
Trung tâm hoạt động
H2O
Glucôzơ
Fructôzơ
Sơ đồ mô tả cơ chế hoạt động của enzim saccaraza - một loại enzim thủy phân đường saccarôzơ thành glucôzơ và fructôzơ
Enzim nguyên vẹn
saccarôzơ
Trung tâm hoạt động
H2O
Glucôzơ
Fructôzơ
Enzim nguyên vẹn
Phản ứng thủy phân đường saccarôzơ tạo thành glucôzơ và fructôzơ. Trong phân tử saccarôzơ thì glucôzơ liên kết với fructôzơ nhờ liên kết glicôzit bền vững. Khi có mặt enzim, do ảnh hưởng của các gốc hoạt động trong trung tâm hoạt động của enzim, liên kết giữa glucôzơ và fructôzơ bị kéo căng, nước đi vào thủy phân tạo sản phẩm phản ứng.

saccaraza
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim:
Hoạt tính của enzim được xác định như thế nào?
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.
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim:
Những yếu tố nào ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim?
Nhiệt độ, độ pH, nồng độ cơ chất, Chất ức chế và hoạt hóa enzim, nồng độ enzim…

Ảnh hưởng như thế nào?
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 pH
Hoạt tính của enzim
O 30 40 t0
Hoạt tính của enzim
Nhìn vào đường biểu diễn hãy cho biết ảnh hưởng của nhiệt độ và độ pH đến hoạt tính của enzim?

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 pH
Hoạt tính của enzim
Khi chưa đạt tới nhiệt độ tối ưu của enzim thì tăng nhiệt độ sẽ làm tăng hay giảm tốc độ của phản ứng?
Khi qua nhiệt độ tối ưu của enzim thì tăng nhiệt độ sẽ làm tăng hay giảm tốc độ của phản ứng?
O 30 40 t0
Hoạt tính của enzim
Tăng
( giảm - mất hoạt tính)
O 30 40 t0
Hoạt tính của enzim
a. Nhiệt độ:
Mỗi enzim có một nhiệt độ tối ưu tại đó enzim có hoạt tính tối đa.
Trong giới hạn nhiệt độ của cơ thể sống, tác dụng của enzim tuân theo định luật Van Hôp, nghĩa là nếu nhiệt độ tăng 100C thì vận tốc phản ứng sẽ tăng gấp đôi.
Enzim có thành phần là prôtêin.
Ở nhiệt độ cao prôtêin bị biến tính nên trung tâm hoạt động của enzim bị biến đổi không khớp được với cơ chất – không xúc tác được nữa.
Enzim bị làm lạnh thì không mất hẵn hoạt tính , mà chỉ giảm hoặc ngừng tác động. Khi nhiệt độ ấm lên, enzim lại hoạt động.

Vận dụng: khi làm sữa chua cần ủ men ở nhiệt độ như thế nào?
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 pH
Hoạt tính của enzim
b. Độ pH:
Mỗi enzim có một độ pH thích hợp.
Mỗi enzim hoạt động trong giới hạn pH xác định.
Ví dụ : Enzim pepsin tiêu hoá prôtêin trong dạ dày người, chỉ hoạt động trong môi trường chất chua (pH=2), trái lại, enzim tripsin do tuyến tụy tiết ra, cũng phân giải prôtêin nhưng trong môi trường kiềm (pH=8,5).
c. Nồng độ enzim và cơ chất:
Nhìn vào biểu đồ hãy cho biết ảnh hưởng của nồng độ enzim và cơ chất đến hoạt tính của enzim?
- Ảnh hưởng của nồng độ Enzim
Nồng độ Enzim
Vận tốc phản ứng
Vận tốc phản ứng tỉ lệ thuận với nồng độ enzim trong điều kiện pH và nhiệt độ không đổi và cơ chất dư thừa. Enzim càng đậm đặc, phản ứng càng tiến hành nhanh chóng.

Quan hệ giữa nồng độ enzim và vận tốc phản ứng thế nào?
c. Nồng độ enzim:
Tế bào có thể điều hòa tốc độ chuyển hóa vật chất bằng việc tăng giảm nồng độ enzim trong tế bào.
Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất
Trong điều kiện nhất định, thì vận tốc ban đầu của phản ứng tỉ lệ thuận với nồng độ cơ chất đến một giới hạn nhất định thì giảm dần.
Quan hệ giữa nồng độ cơ chất và vận tốc phản ứng thế nào?
d. Chất ức chế enzim:
Một số chất hóa học có thể ức chế sự hoạt động của enzim nên tế bào khi cần ức chế enzim nào đó cũng có thể tạo ra các chất ức chế ñặc hiệu cho enzim ấy.
Hoạt động sống của tế bào không được duy trì nếu không có enzim, vì các phản ứng xảy ra chậm.
II. Vai trò của enzim trong quá trình chuyển hóa vật chất:
Nếu không có enzim thì điều gì sẽ xảy ra? Tại sao?

1phân tử Catalaza
1 phút
- Enzim có hoạt tính mạnh
5 triệu phân tử perôxi hiđrô
II. Vai trò của enzim trong quá trình chuyển hóa vật chất:
1phân tử sắc
18 000 năm
5 triệu phân tử perôxi hiđrô
Tế bào điều chỉnh hoạt tính của enzim.
Tế bào điều chỉnh quá trình chuyển hóa vật chất bằng cách nào?

Chất ức chế làm enzim không liên kết với cơ chất.
Chất hoạt hóa làm tăng hoạt tính của enzim.
Chất ức chế và hoạt hóa có tác động như thế nào đối với enzim?

Enzim a
Enzim b
Enzim c
Enzim d
A
B
C
D
P
Ức chế ngược
HS quan sát hình 14.2 và giải thích việc cố định các enzim trên màng tế bào đem lại lợi ích gì?
Enzim a
Enzim b
Enzim c
Enzim d
A
B
C
D
P
Ức chế ngược
Việc cố định các enzim để thực hiện chuỗi phản ứng hóa sinh giúp cho việc phân giải các hợp chất phức tạp thành các chất đơn giản dể dàng hơn.
Enzim a
Enzim b
Enzim c
Enzim d
A
B
C
D
P
Ức chế ngược
Sản phẩm của phản ứng này lại trở thành cơ chất cho phản ứng tiếp theo và sản phẩm cuối cùng của phản ứng khi được tạo ra quá nhiều thì lại trở thành chất ức chế enzim xúc tác cho phản ứng đầu tiên.
Ngoài tác dụng xúc tác phân giải các chất trong tế bào, enzim còn có vai trò xúc tác tổng hợp các chất.
- Sự phối hợp hoạt động giữa các enzim
Các chất trong tế bào được chuyển hóa chất nọ thành chất kia thông qua hàng loạt các phản ứng hóa sinh. Mỗi phản ứng được điều khiển bởi một enzim đặc hiệu.
Cơ thể sinh vật cũng có thể tạo ra các enzim ở dạng chưa hoạt động rồi khi cần thì hoạt hóa chúng.
Tế bào là một hệ thống mở tự điều chỉnh nên tế bào và cơ thể chỉ tổng hợp và phân giải chất cần thiết.
Vai trò xúc tác của các enzim là rất quan trọng.
Khi enzim nào đó trong tế bào không được tổng hợp hoặc bị bất hoạt thì sản phẩm không tạo thành và cơ chất của enzim đó cũng sẽ tích lũy gây độc cho tế bào hay gây các triệu chứng bệnh lí.
A
B
C
E
F
H
D
G
Sơ đồ trên 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?
A
B
C
E
F
H
D
G
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 chất C bị dư thừa sẽ ức chế enzim chuyển hóa chất A thành chất B nên chất A sẽ được tích lũy lại trong tế bào. Chất A bị dư thừa sẽ chuyển hóa thành chất H làm tăng chất H trong tế bào và gây hại cho tế bào.
Liên hệ: cần ăn uống hợp lí bổ sung đủ các loại chất để tránh gây hiện tượng bệnh lí rối loạn chuyển hóa.
Cơ chất
Enzim
Enzim
Enzim-cơchất
Sản phẩm
Enzim đóng vai trò gì?
Enzim đóng vai trò xúc tác cho phản ứng.
Vai trò của enzim là làm giảm năng lượng hoạt hóa của các chất tham gia phản ứng, do đó làm tăng tốc độ của phản ứng.

II. Vai trò của enzim trong quá trình chuyển hóa vật chất:
Enzim xúc tác các 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.



HS đọc nội dung khung cuối bài!
HS: trả lời câu hỏi 2 SGK trang 59
Vì enzim có bản chất là prôtêin nên khi tăng nhiệt độ quá nhiệt độ tối ưu của enzim thì enzim sẽ bị biến tính và mất chức năng xúc tác.
Trên nhiệt độ tối ưu, tốc độ xúc tác enzim giảm nhanh là do liên kết hiđrô vốn giữ cho prôtêin có cấu hình ổn định bị phá hủy dẫn đến làm biến tính phân tử enzim, do đó trung tâm hoạt động của enzim bị biến đổi không thể khớp với cơ chất, khiến cho enzim không còn hoạt động xúc tác được nữa.
HS: trả lời câu hỏi 2 SGK trang 59
Mỗi loại enzim có thể cần các điều kiện khác nhau. Vì vậy, mỗi bào quan là môi trường thích hợp cho hoạt động của một số loại enzim nhất định.
HS: trả lời câu hỏi 3 SGK trang 59
Tại sao một số người khi tiêm một loại thuốc kháng sinh lại có thể bị chết ngay lập tức vì bị sốc phản vệ nếu không thử thuốc trước?
Vì những người này không có hoặc không có đủ lượng enzim phân giải thuốc.
Tại sao nhiều loài côn trùng lại có thể nhanh chóng trở nên kháng thuốc trừ sâu?
Vì trong quần 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 sẽ bị đào thải còn những cá thể có gen kháng thuốc được giữ lại.
Tại sao người lớn không uống được sữa của trẻ em?
Vì cơ thể người lớn không có enzim tiêu hóa sữa như của trẻ em.
Tại sao một số người không ăn được cua ghẹ, nếu ăn vào sẽ bị dị ứng nỗi mẫn ngứa?
Trong cơ thể của người đó không có enzim phân giải prôtêin của cua, ghẹ nên không tiêu hóa được.
Tại sao ta ăn thịt bò khô với nộm đu đủ thì lại dể tiêu hóa hơn khi ăn thịt bò khô riêng?
Trong đu đủ, dứa có enzim phân giải prôtêin đó.
Tại sao khi nấu ăn người ta muốn làm mềm thịt, ngọt nước dùng thì người ta thừơng bỏ một miếng dứa hoặc đu đủ vào nấu chung?
Hoạt động nối tiếp:
Học thuộc bài, trả lời câu hỏi SGK.
Đọc mục “ em có biết “.
Chuẩn bị cho bài thực hành: khoai tây sống, khoai tây luột chín, dao gọt, dứa tươi, gan lơn, gan gà tươi. ( mỗi nhóm ). Chi tiết xem phần chuẩn bị trong SGK.
Cơ chất
Phức hợp enzim – cơ chất
Phản ứng xảy ra ( Tại trung tâm hoạt động)
Sản phẩm
Enzim
Xin chán thaình caím ån