Тест по биологии: Ферменты (9 класс)

Пояснение:

Ферменты, или энзимы, являются биологическими катализаторами и представляют собой особые белковые молекулы. Именно их сложная трёхмерная структура определяет специфичность и каталитическую активность. Изменение этой белковой структуры, например, под воздействием высокой температуры или экстремальных значений pH, приводит к денатурации фермента и потере его функциональности. Углеводы, жиры и нуклеиновые кислоты являются другими важными классами органических соединений в организме, но они не выполняют каталитическую функцию ферментов.

Пояснение:

Ферменты известны как “биологические катализаторы” потому, что они, подобно химическим катализаторам, значительно ускоряют скорость протекания биохимических реакций в живых организмах, при этом сами не расходуются и не входят в состав конечных продуктов реакции. Это позволяет им работать многократно, обеспечивая эффективный метаболизм. Гормоны, витамины и антитела являются биологически активными веществами, но выполняют другие функции в организме: гормоны – регуляторную, витамины – коферментную, антитела – защитную.

Пояснение:

В организме человека все биохимические реакции протекают в строго определённых и относительно “мягких” условиях: при температуре, близкой к 37 °С, и при незначительных колебаниях кислотности (pH), которые поддерживаются гомеостатическими механизмами. При таких условиях химические реакции без участия ферментов протекали бы крайне медленно или не шли бы вовсе. Ферменты благодаря своей уникальной структуре способны эффективно катализировать эти реакции, обеспечивая необходимую скорость метаболизма. Резкие отклонения от этих оптимальных условий могут вызвать денатурацию ферментов и нарушение жизненно важных процессов.

Пояснение:

Одним из ключевых свойств ферментов является их высокая специфичность, или избирательность. Это означает, что каждый фермент разработан природой для катализа конкретной химической реакции или для работы с определённым типом молекул-субстратов. Такая специфичность обусловлена уникальной трёхмерной структурой активного центра фермента, который подходит к молекуле субстрата, как ключ к замку. Благодаря специфичности, в организме одновременно могут протекать тысячи различных реакций без взаимного влияния, что обеспечивает точность и упорядоченность метаболических процессов. Универсальность является противоположным свойством.

Пояснение:

Одно из фундаментальных свойств катализаторов, в том числе и биологических (ферментов), заключается в том, что они ускоряют химические реакции, но при этом сами не расходуются и не входят в состав конечных продуктов реакции. Фермент лишь временно связывается с субстратом, облегчая его превращение, а затем высвобождается в неизменном виде, готовый ка катализу следующей молекулы субстрата. Это позволяет одной молекуле фермента катализировать тысячи и миллионы реакций за короткий промежуток времени, что объясняет их высокую эффективность и экономичность в живых организмах.

Пояснение:

Ферменты являются мощными биологическими катализаторами, которые способны значительно увеличивать скорость химических реакций. В тексте прямо указано, что благодаря их участию многие реакции обмена веществ в организме человека протекают очень быстро, порой длительностью всего в миллионные доли секунды. Эта невероятная скорость является критически важной для поддержания жизнедеятельности, поскольку метаболические процессы должны происходить непрерывно и без задержек, чтобы обеспечить потребности организма в энергии, строительных материалах и поддержании гомеостаза. Без ферментов эти реакции протекали бы слишком медленно для поддержания жизни.

Пояснение:

Фермент каталаза является ярким примером высокоэффективного и специфичного фермента, который играет важнейшую защитную роль в клетках. Он способствует превращению пероксида водорода (H2O2), который является токсичным продуктом метаболизма, в безвредные воду (H2O) и молекулярный кислород (O2). Эта реакция происходит мгновенно и с огромной скоростью, предотвращая повреждение клеточных структур. Угарный газ, аммиак и мочевина – другие токсичные вещества, образующиеся в организме, но они метаболизируются другими ферментными системами.

Пояснение:

Ферменты отличаются не только специфичностью, но и невероятной эффективностью. В тексте приводится яркий пример фермента каталазы. Этот фермент играет важнейшую роль в защите клеток от повреждения активными формами кислорода, превращая ядовитый пероксид водорода в воду и кислород. Указывается, что одна молекула каталазы способна утилизировать 10 000 молекул токсичной перекиси водорода всего за 1 секунду. Эта поразительная скорость реакции демонстрирует высокую каталитическую активность ферментов и их незаменимость для поддержания быстрого и эффективного метаболизма в живых организмах.

Пояснение:

Ферменты являются ключевыми участниками всех биохимических реакций в организме. Их высокая каталитическая активность обеспечивает эффективное и быстрое протекание метаболических процессов. Если какой-либо фермент отсутствует, генетически дефектен или его активность нарушена (например, из-за внешних факторов или отсутствия кофакторов), соответствующая химическая реакция замедляется или останавливается. Это приводит к накоплению промежуточных продуктов, дефициту конечных продуктов, что вызывает серьёзные нарушения обмена веществ. В результате могут развиваться тяжёлые заболевания, а в некоторых случаях – даже гибель организма, как указано в тексте.

Пояснение:

Ферменты являются универсальными катализаторами, участвующими практически во всех без исключения биохимических процессах, лежащих в основе жизнедеятельности. Текст перечисляет широкий спектр таких процессов: синтез белков, что является основой пластического обмена; переваривание и усвоение питательных веществ, обеспечивающее организм строительным материалом и энергией; реакции энергетического обмена, поставляющие энергию АТФ; мышечное сокращение, обеспечивающее движение; нервно-психическая деятельность, связанная с работой мозга; процессы размножения; а также процессы выведения веществ из организма. Таким образом, ферменты абсолютно необходимы для поддержания жизни и нормального функционирования всех систем.

Пояснение:

Активность определённых ферментов в биологических жидкостях организма (кровь, моча, спинномозговая жидкость) может значительно изменяться при различных патологических состояниях. Это делает анализ активности ферментов ценным диагностическим инструментом. Например, повышение активности ферментов печени (трансаминаз) в крови часто указывает на повреждение клеток печени, что характерно для вирусного гепатита. Выброс сердечных ферментов (например, тропонинов) в кровь свидетельствует об инфаркте миокарда. Изменение активности ферментов в моче может указывать на заболевания почек. Таким образом, ферментативная диагностика позволяет выявлять повреждения органов и тканей. Определение группы крови, физической выносливости или уровня гормонов не являются прямой целью такого анализа.

Пояснение:

Ферменты выполняют множество функций в организме, катализируя практически все биохимические реакции. К их функциям относятся: синтез белков, переваривание и усвоение питательных веществ, реакции энергетического обмена, мышечное сокращение, нервно-психическая деятельность, размножение и выведение веществ из организма. Выработка гормонов, напротив, является функцией желез внутренней секреции (эндокринной системы). Хотя активность гормонов часто регулируется ферментами, и сами гормоны влияют на ферментативные процессы, ферменты не вырабатывают гормоны напрямую. Гормоны – это регуляторы, а ферменты – исполнители биохимических реакций.

Пояснение:

Организм человека – это сложнейшая биохимическая система, в которой постоянно протекают тысячи различных химических реакций. Для каждой из этих реакций или группы схожих реакций существуют свои специфические ферменты. Текст указывает, что в организме человека выявлено не менее тысячи ферментов. Это огромное разнообразие ферментов обеспечивает высокую эффективность и точность всех метаболических процессов, позволяя организму функционировать как единое целое. Постоянно открываются новые ферменты, и их общее количество может быть ещё больше.

Пояснение:

Ферменты являются биологическими катализаторами, и одной из их ключевых характеристик является способность значительно снижать энергию активации химических реакций. Это означает, что под действием фермента химический процесс может быть мгновенно запущен и протекать с очень малыми затратами энергии. Фермент создаёт оптимальные условия для реакции, временно связываясь с субстратом и изменяя его конформацию, что облегчает его превращение в продукт. Это позволяет организму эффективно и быстро проводить множество реакций, необходимых для жизнедеятельности, без необходимости создания высоких температур или агрессивных сред.

Пояснение:

Окружающая среда внутри организма человека характеризуется относительно умеренными условиями: температура тела поддерживается на уровне около 37 °С, а кислотность (pH) в большинстве тканей находится в узком, близком к нейтральному диапазоне. В таких “мягких” условиях многие сложные химические реакции, которые необходимы для жизни, без участия катализаторов (ферментов) протекали бы чрезвычайно медленно, исчисляясь днями или годами, или не происходили бы вовсе. Именно ферменты позволяют этим реакциям протекать с высокой скоростью, необходимой для поддержания жизнедеятельности организма. Экстремальные условия внешней среды или повышенное давление не являются естественными для протекания реакций в организме.