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

Lý thuyết

• Câu 4 (SGK trang 59)
• Câu 2 (SGK trang 59)
• Câu 1 (SGK trang 59)
• Câu 3 (SGK trang 59)

Câu 4 (SGK trang 59)

Câu 4: Tế bào có thể tự điều chỉnh quá trình chuyển hóa vật chất bằng cách nào?

Hướng dẫn giải

Tế bào có thể tự điều chỉnh quá trình chuyển hóa vật chất để thích ứng với môi trường bằng cách điều chỉnh hoạt tính của các loại enzim. Một trong các cách điều chỉnh hoạt tính của enzim khá hiệu quả và nhanh chóng là sử dụng các chất ức chế hoặc hoạt hóa enzim. 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 hòa trong đó sản phẩm của con đường chuyên hóa quay lại tác động như một chất ức chế làm bất hoạt enzim xúc tác cho phản ứng ở đầu của con đường chuyển hóa.
Khi một enzim nào đó của tế bào không được tổng hợp hoặc quá ít hoặc bị bất hoạt thì không những sản phẩm không được tạo thành mà cơ chất của enzim đó cũng bị tích lũy và gây độc, gây bệnh rối loạn chuyển hóa.

Câu 2 (SGK trang 59)

Câu 2: Tại sao khi tăng nhiệt độ lên quá cao so với nhiệt độ tối ưu của một enzim thì hoạt tính của enzim lại bị giảm thậm chí mất hoàn toàn?

Hướng dẫn giải

Khi nhiệt độ tăng lên quá cao so với nhiệt độ tối ưu của một enzim thì hoạt tính của enzim đó bị giảm hoặc bị mất hoàn toàn là do: Enzim có cấu tạo từ prôtêin kết hợp với các chất khác, mà prôtêin là hợp chất dễ bị biến tính dưới tác động của nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng quá cao, prôtêin sẽ bị biến tính (nên giảm hoặc mất hoạt tính).

Câu 1 (SGK trang 59)

Câu 1: Nêu cấu trúc và cơ chế tác động của enzim.

Hướng dẫn giải

Cấu trúc của enzim: Thành phần của enzim 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 (cơ chất là 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 này tương thích với cấu hình không gian của cơ chất. Tại đây, các cơ chất sẽ được liên kết tạm thời với enzim và nhờ đó phản ứng được xúc tác.
Cơ chế hoạt động của enzim: Enzim thoạt đầu 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. Việc liên kết enzim - cơ chất mang tính đặc thù. Vì thế mỗi enzim thường chỉ xúc tác cho một vài phản ứng.

Câu 3 (SGK trang 59)

Câu 3: Tế bào nhân thực có các bào quan có màng bao bọc cũng như có lưới nội chất chia tế bào thành những xoang tương đối cách biệt có lợi gì cho sự hoạt động của enzim? Giải thích.

Hướng dẫn giải

Tế bào nhân thực có các bào quan có màng bao bọc cũng như có lưới nội chất chia tế bào chất thành những ngăn tương đối cách biệt.
Cấu trúc như vậy có lợi cho hoạt động của enzim: tạo điều kiện cho sự phối hợp hoạt động của các enzim. Vì trong tế bào enzim hoạt động theo kiểu dây chuyền, sản phẩm của phản ứng do enzim trước đó xúc tác sẽ là cơ chất cho phản ứng do enzim sau tác dụng. Ví dụ, trong hạt lúa mạch đang nảy mầm amilaza phân giải tinh bột thành mantôzơ và mantaza sẽ phân giải mantôzơ thành glucôzơ.