الفصل الثالث: التفاعلات الكيميائية في أجسام الكائنات الحية

التمثيل الغذائي (الأيض): مجموعة من التفاعلات البيوكيميائية تحدث داخل الخلية وهي تتضمن عمليتان إحداهما تسمى الهدم والأخرى البناء.

عمليتي الهدم والبناء:

أهمية عمليات الأيض:

1. نمو الجسم وإصلاح الأنسجة التالفة.

2. الحصول على الطاقة اللازمة لقيام الخلية بوظائفها.

الإنزيمات:

مواد بروتينية تعمل كعوامل مساعدة حيوية وتزيد من سرعة التفاعلات الكيميائية في الخلية.

وظيفة أو أهمية الإنزيمات للخلية:

زيادة سرعة التفاعل الكيميائي من خلال تقليل طاقة التنشيط مما يقلل من استهلاك الخلية للطاقة.

طاقة التنشيط: الحد الأدنى من الطاقة اللازمة لبدء التفاعل الكيميائي.

خواص الإنزيمات:

1. تشارك في التفاعلات الكيميائية في الخلية لتزيد من سرعتها دون أن تتأثر أو يتم استهلاكها.

2. ذات درجة عالية من التخصص حيث أن كل إنزيم يختص بـ:

أ. مادة متفاعلة واحدة تسمى المادة الهدف.

ب. نوع واحد او عدد قليل من التفاعلات.

3. تخفض من طاقة التنشيط اللازمة لبدء التفاعل.

4. تتأثر في عملها بـ:

• درجة الحرارة.
• تركيز أيون الهيدروجين (PH).

علل لما يأتي:

1. تتشابه الإنزيمات مع العوامل المساعدة الكيميائية الأخرى؟

لأنها تشارك في التفاعلات الكيميائية في الخلية لتزيد من سرعتها دون أن تتأثر او يتم استهلاكها.

2. تمتاز الإنزيمات عن العوامل المساعدة الكيميائية في أنها ذات درجة عالية من التخصص؟

لأن كل إنزيم يختص بـ:

• مادة متفاعلة واحدة تسمى المادة الهدف.
• نوع واحد او عدد قليل من التفاعلات.

العوامل المؤثرة على الإنزيمات:

1. درجة الحرارة.
2. الأس الهيدروجين PH.
3. تركيز الإنزيم.
4. تركيز المادة الهدف.
5. وجود المثبطات.

أولاً: درجة الحرارة:

علل لما يأتي:

1. الإنزيمات حساسة للتغيرات الحرارية؟

لأنها تتكون من مواد بروتينية.

2. يسجل على بعض منظفات الملابس درجات الحرارة المناسبة لاستخدامها؟

لتوفير درجة الحرارة المثلى لعمل الإنزيمات الموجودة بها.

فسر ما يأتي:

يتحدد نشاط الإنزيم في مدى ضيق من درجات الحرارة مقارنة بالتفاعلات الكيميائية؟

لكل إنزيم درجة حرارة مثلى يكون عندها أكثر نشاطاً، وإذا انخفضت او ارتفعت درجة الحرارة عن الدرجة المثلى يقل نشاط الإنزيم تدريجياً حتى يتوقف تماماً.

ماذا يحدث إذا:

1. ارتفعت درجة الحرارة عن الدرجة المثلى للإنزيم؟

يقل نشاط الإنزيم تدريجياً حتى يتوقف تماماً بسبب التغير في التركيب الطبيعي للإنزيم، ولا يعود لنشاطه مرة اخرى عند خفض الحرارة.

2. انخفضت درجة الحرارة عن الدرجة المثلى للإنزيم؟

يقل نشاط الإنزيم تدريجياً حتى يتوقف تماماً عند درجة الصفر المئوي، ولكنه يعود لنشاطه مرة اخرى عند رفع درجة الحرارة.

اكتب المصطلح العلمي المناسب:

1. درجة الحرارة التي يكون عندها الإنزيم أكثر نشاطاً.

درجة الحرارة المثلى.

2. درجة الحرارة التي يكون عندها الإنزيم أقل نشاطاً.

درجة الحرارة الدنيا.

3. درجة الحرارة التي يبدا عندها نشاط الإنزيم.

درجة الحرارة الدنيا.

ثانياً: درجة الأس الهيدروجيني PH:

اكتب المصطلح العلمي المناسب:

1. القياس الذي يحدد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ليحدد ما إذا كان حمضياً ام قلوياً (قاعدياً) ام متعادلاً.

الأس الهيدروجيني PH.

2. الأس الهيدروجيني الي يعمل عنده الإنزيم بأقصى فعالية وكفاءة.

الأس الهيدروجيني الأمثل.

3. محلول يحافظ على ثبات قيمة PH للمحلول عند رقم محدد.

المحلول المنظم.

ملحوظة:

درجة 7=PH المتعادلة تساوي PH للماء النقي عند درجة حرارة 25ْس.

علل لما يأتي:

1. تتأثر الإنزيمات بتغير الأس الهيدروجيني PH؟

لأنها عبارة عن مواد بروتينية تحتوي على مجاميع كربوكسيلية حمضية، ومجاميع أمينية قاعدية.

2. معظم الإنزيمات تعمل في درجة 7.4=PH تقريباً؟

لاحتواء الأحماض الأمينية المكونة لها على مجاميع كربوكسيلية حمضية، ومجاميع أمينية قاعدية.

ماذا يحدث إذا:

قل الرقم الهيدروجيني للإنزيم او زاد عن الرقم الأمثل؟

يقل نشاط الإنزيم تدريجياً حتى يتوقف تماماً.

من الشكل المقابل:

1. درجة PH المثلى لعمل إنزيم الببسين في المعدة هي من 1.5: 2.5.

2. درجة PH المثلى لعمل إنزيم التربسين في الأمعاء الدقيقة هي من 7.5: 8.