الإنزيمات: تركيبها ووظيفتها ودورها في التفاعلات الحيوية – علوم الطبيعة والحياة — السنة الثالثة ثانوي (شعبة علوم تجريبية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري

الإنزيمات: تركيبها ووظيفتها ودورها في التفاعلات الحيوية – علوم الطبيعة والحياة

الإنزيمات (Enzymes) محفزات بيولوجية تسرع التفاعلات الكيميائية الحيوية دون أن تستهلك نفسها. أساسية للحياة.

1. تعريف الإنزيمات

الإنزيمات هي بروتينات تعمل كمحفزات (Catalysts) بيولوجية. تسرع التفاعلات الكيميائية بتخفيض طاقة التنشيط (Activation Energy). لكل إنزيم خصوصية عالية (يعمل على مادة محددة تسمى الركيزة Substrate).

2. آلية عمل الإنزيمات

نموذج “القفل والمفتاح” (Lock and Key): الموقع النشط للإنزيم يتناسب مع شكل الركيزة مثل تناسب المفتاح مع القفل. النموذج المحسن: “التوافق المستحث” (Induced Fit): يتغير شكل الإنزيم قليلاً عند ارتباطه بالركيزة ليتناسب معها. بعد التفاعل، ينفصل الناتج عن الإنزيم الذي يعود لحالته الأصلية.

3. العوامل المؤثرة على نشاط الإنزيمات

• درجة الحرارة: تزداد سرعة التفاعل بارتفاع الحرارة حتى درجة مثلى (37°C للإنسان) ثم تتوقف (تتغير طبيعة البروتين)
• درجة pH: لكل إنزيم pH أمثل (الببسين = 2، الأميليز = 7)
• تركيز الركيزة: تزداد السرعة بزيادة التركيز حتى الإشباع
• المثبطات (Inhibitors): مواد تبطئ أو توقف عمل الإنزيمات

4. تمارين تطبيقية

التمرين 1: ما الفرق بين الإنزيم والمحفز الكيميائي العادي؟

التمرين 2: لماذا يتوقف عمل الإنزيمات في درجات الحرارة العالية؟

التمرين 3: ما المقصود بخصوصية الإنزيم؟

5. الحلول

حل 1: الإنزيمات بروتينية، عالية الخصوصية، تعمل في ظروف معتدلة. المحفزات العادية يمكن أن تكون معدنية أو كيميائية.

حل 2: الحرارة العالية تغير شكل البروتين (تفسخ) مما يفقد الإنزيم شكله الثلاثي وموقع النشاط.

حل 3: كل إنزيم يعمل على ركيزة محددة أو مجموعة محددة من الركائز.

للمزيد من الدروس راجع التناسبية والدوال الخطية ودرس الدوال المرجعية: دالة المربع والمقلوب.