Тест по биологии: Роль ферментов в организме человека (9 класс)

Пояснение:

Основное назначение ферментов – выполнять роль биологических катализаторов. Это означает, что они значительно ускоряют скорость протекания химических реакций в организме, при этом сами не расходуются в процессе реакции и остаются неизменными. Такая способность позволяет им многократно участвовать в метаболических процессах, обеспечивая их высокую эффективность и непрерывность. Без каталитической активности ферментов большинство биохимических реакций в организме протекало бы настолько медленно, что жизнь была бы невозможна. Строительным материалом являются белки, источником энергии – углеводы и жиры, а механическую защиту обеспечивают кости и жировая ткань.

Пояснение:

Ферменты играют ключевую роль в процессах синтеза белков, которые являются основой пластического обмена. Синтез белков – это сложный многоступенчатый процесс, в ходе которого из аминокислот собираются новые белковые молекулы, необходимые для построения клеток, органоидов, ферментов, гормонов и других структур. Каждый этап этого процесса катализируется специфическими ферментами. Без их участия невозможно было бы создание новых биологических структур, что критически важно для роста, развития, восстановления тканей и постоянного обновления организма. Мышечное сокращение, выведение токсинов и энергетический обмен также требуют ферментов, но синтез белков напрямую связан с построением молекул.

Пояснение:

Одной из важнейших функций ферментов является их роль в пищеварении. Питательные вещества, поступающие с пищей (белки, жиры, углеводы), представляют собой крупные, сложные молекулы. Для того чтобы они могли быть всосаны в кровь и усвоены клетками, эти макромолекулы должны быть расщеплены до более простых, мономерных форм (аминокислот, моносахаридов, глицерина и жирных кислот). Именно пищеварительные ферменты (такие как пепсин, трипсин, амилаза, липаза) осуществляют это расщепление. Без их участия процесс переваривания был бы крайне неэффективным или невозможным, что привело бы к нарушению усвоения пищи и голоданию клеток, несмотря на наличие еды.

Пояснение:

Ферменты являются ключевыми участниками всех реакций энергетического обмена, которые направлены на высвобождение энергии из питательных веществ (углеводов, жиров, белков) и её запасание в форме АТФ. От гликолиза до цикла Кребса и окислительного фосфорилирования – каждый этап этих сложных метаболических путей катализируется специфическими ферментами. Именно благодаря их работе энергия, заключённая в химических связях органических молекул, может быть эффективно и контролируемо высвобождена, а затем использована для обеспечения всех жизненно важных функций организма. Они не производят энергию напрямую, а высвобождают её из химических связей.

Пояснение:

Мышечное сокращение – это сложный биохимический и физический процесс, который лежит в основе всех движений организма, от биения сердца до перемещения конечностей. Этот процесс требует значительных затрат энергии, и ферменты играют в нём ключевую роль. Ферменты участвуют в расщеплении молекул АТФ, высвобождая энергию, необходимую для взаимодействия актиновых и миозиновых филаментов, что приводит к сокращению мышечных волокон. Кроме того, ферменты задействованы в метаболических путях, которые обеспечивают регенерацию АТФ (например, гликолиз, цикл Кребса) для поддержания непрерывной работы мышц. Дыхание, терморегуляция и формирование костей также зависят от ферментов, но мышечное сокращение напрямую связано с движением.

Пояснение:

Поскольку ферменты являются белковыми катализаторами всех биохимических реакций, их отсутствие или нарушение активности имеет крайне серьёзные последствия для организма. Это может быть вызвано генетическими дефектами, токсическим воздействием, недостатком необходимых кофакторов (например, витаминов). При нарушении функции фермента соответствующая метаболическая цепь нарушается, что приводит к накоплению токсичных промежуточных продуктов или дефициту жизненно важных конечных продуктов. Результатом являются тяжёлые заболевания обмена веществ, которые могут значительно ухудшать качество жизни и, в наиболее драматичных случаях, приводить к гибели организма, что подчёркивает их абсолютную незаменимость для поддержания жизни.

Пояснение:

Определение активности ферментов в крови является мощным диагностическим инструментом, особенно в экстренной медицине. При инфаркте миокарда происходит гибель (некроз) части клеток сердечной мышцы из-за нарушения кровоснабжения. Повреждённые клетки выбрасывают в кровь специфические ферменты (например, креатинкиназу, лактатдегидрогеназу, а также белки-маркеры, такие как тропонины), которые в норме содержатся внутри клеток. Повышение концентрации этих ферментов в плазме крови является надёжным индикатором повреждения миокарда и позволяет диагностировать инфаркт на ранних стадиях, что критически важно для своевременного начала лечения и спасения жизни пациента.

Пояснение:

Нервно-психическая деятельность охватывает все сложные функции головного мозга и нервной системы, включая мышление, память, обучение, эмоции, а также базовые процессы, такие как передача нервных импульсов и синтез нейромедиаторов (химических веществ, обеспечивающих связь между нейронами). Все эти процессы являются каскадами биохимических реакций, каждая из которых катализируется специфическими ферментами. Без их слаженной работы невозможно нормальное функционирование центральной нервной системы. Таким образом, ферменты абсолютно необходимы для поддержания всех аспектов умственной активности и психического здоровья.

Пояснение:

Фермент каталаза играет критически важную роль в защите клеток от окислительного стресса. В процессе метаболизма в клетках постоянно образуется пероксид водорода (H2O2) – высокотоксичное соединение, которое может повреждать клеточные структуры. Каталаза мгновенно и с высокой эффективностью катализирует реакцию распада пероксида водорода на безвредные компоненты: воду (H2O) и молекулярный кислород (O2). Эта защитная функция является жизненно важной для предотвращения повреждений клеток и поддержания их нормального функционирования. Другие ферменты выполняют другие защитные функции, но нейтрализация пероксида водорода – задача каталазы.

Пояснение:

Ферменты участвуют во всех аспектах жизнедеятельности, включая такой фундаментальный процесс, как размножение. Размножение на клеточном уровне включает деление клеток (митоз и мейоз), репликацию ДНК (копирование генетического материала), транскрипцию (синтез РНК на матрице ДНК) и трансляцию (синтез белков на матрице РНК). Все эти этапы катализируются сложными ферментными системами. Без ферментов невозможно было бы точное и эффективное воспроизведение генетической информации и образование новых клеток, что является основой размножения организмов. Регуляция температуры тела, водного баланса и всасывание минеральных солей – это другие важные процессы, в которых ферменты также участвуют, но размножение – это прямо указанная в тексте роль.

Пояснение:

Анализ активности ферментов в плазме крови является важным методом лабораторной диагностики, позволяющим выявлять повреждения органов и тканей. В тексте прямо указано, что таким образом можно выявить вирусный гепатит (повышение печёночных ферментов) и заболевания почек (изменение активности ферментов в моче и крови, указывающее на их дисфункцию). Эти состояния приводят к выбросу специфических ферментов в кровь, что служит сигналом о патологическом процессе. Анемия диагностируется по уровню гемоглобина, сахарный диабет – по уровню глюкозы, остеопороз и артрит – по другим маркерам.

Пояснение:

Процессы выведения веществ из организма, также известные как экскреция и детоксикация, являются жизненно важными для поддержания гомеостаза. Ферменты играют в них ключевую роль. Они участвуют в химической модификации вредных или избыточных веществ (продуктов метаболизма, токсинов, лекарственных препаратов) таким образом, чтобы эти вещества могли быть легко выведены из организма почками (с мочой) или печенью (с желчью). Примером может служить превращение ядовитого аммиака в менее токсичную мочевину в печени, что является ферментативным процессом. Образование кровяных клеток, синтез гормонов и поддержание pH также зависят от ферментов, но выведение веществ – это прямо указанная в тексте роль.

Пояснение:

Ферменты обладают поразительной эффективностью, что позволяет им ускорять реакции с невероятной скоростью. В тексте приводится конкретный пример фермента каталазы, который защищает клетки от повреждения ядовитым пероксидом водорода. Указывается, что всего одна молекула каталазы способна утилизировать 10 000 молекул токсичной перекиси водорода за 1 секунду. Эта высокая скорость реакции критически важна для быстрого обезвреживания опасных веществ и поддержания здоровья клеток. Такая производительность демонстрирует уникальность и незаменимость ферментов в живых системах.

Пояснение:

Наиболее точным утверждением, характеризующим роль ферментов, является то, что “ферменты за счёт своей каталитической активности очень важны для нормальной работы систем нашего организма”. Их каталитическая природа позволяет ускорять миллионы химических реакций, обеспечивая все жизненно важные процессы: от синтеза белков и пищеварения до энергетического обмена и нервно-психической деятельности. Без этой активности ни одна система организма не могла бы функционировать должным образом. Регуляция температуры тела – это сложный процесс, включающий множество систем; витамины – это коферменты, но не ферменты, а ферменты – это белковые молекулы (высокомолекулярные).

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 снижают энергию активации реакций, делая их возможными и быстрыми в физиологических условиях. Без ферментов поддержание жизнедеятельности в таких условиях было бы невозможно.