Skip to content · ⁨الانتقال إلى المحتوى⁩

Enzymes · ⁨الإنزيمات⁩

IGCSE Biology · ⁨IGCSE علم الأحياء⁩ · Topic 5 · ⁨الموضوع 5⁩

Video lesson for this topic · ⁨درس فيديو لهذا الموضوع⁩ Open the video page · ⁨افتح صفحة الفيديو⁩
5:54

الإنزيمات

كل ثانية، آلاف التفاعلات الكيميائية تحدث داخل جسمك. لو تُركت وحدها، لكانت معظمها بطيئة جدًا لتبقيك على قيد الحياة. ماذا…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨سرد باللغة الإنجليزية · ترجمة مدمجة بالإنجليزية + الصينية⁩

5.1

What enzymes are · ⁨ما هي الإنزيمات⁩

Syllabus · ⁨المنهج⁩
English
Core Supplement
1 Describe a catalyst as a substance that increases the rate of a chemical reaction and is not changed by the reaction
2 Describe enzymes as proteins that are involved in all metabolic reactions, where they function as biological catalysts
3 Describe why enzymes are important in all living organisms in terms of a reaction rate necessary to sustain life
4 Describe enzyme action with reference to the shape of the active site of an enzyme being complementary to its substrate and the formation of products 6 Explain enzyme action with reference to: active site, enzyme-substrate complex, substrate and product
7 Explain the specificity of enzymes in terms of the complementary shape and fit of the active site with the substrate
5 Investigate and describe the effect of changes in temperature and pH on enzyme activity with reference to optimum temperature and denaturation 8 Explain the effect of changes in temperature on enzyme activity in terms of kinetic energy, shape and fit, frequency of effective collisions and denaturation
9 Explain the effect of changes in pH on enzyme activity in terms of shape and fit and denaturation
العربية
أساسي تكميلي
1 صف المحفز بأنه مادة تزيد من سرعة التفاعل الكيميائي ولا تتغير بسبب التفاعل
2 صف الإنزيمات بأنها بروتينات تشارك في جميع التفاعلات الأيضية، حيث تعمل كمحفزات بيولوجية
3 صف سبب أهمية الإنزيمات في جميع الكائنات الحية من حيث سرعة التفاعل اللازمة للحفاظ على الحياة
4 صف عمل الإنزيم بالرجوع إلى شكل الموقع النشط للإنزيم الذي يكمل موقعه مع الراسم (المادة المتفاعلة) وتكوين النواتج 6 اشرح عمل الإنزيم بالرجوع إلى: الموقع النشط، معقد الإنزيم-الراسم، الراسم والناتج
7 اشرح تحديدية الإنزيمات من حيث الشكل المكمل والتوافق بين الموقع النشط والراسم
5 حقق وصف تأثير تغيرات درجة الحرارة ودرجة الحموضة على نشاط الإنزيم بالرجوع إلى درجة الحرارة المثلى والتشوه 8 اشرح تأثير تغيرات درجة الحرارة على نشاط الإنزيم من حيث الطاقة الحركية والشكل والتوافق وتردد التصادمات الفعالة والتشوه
9 اشرح تأثير تغيرات درجة الحموضة على نشاط الإنزيم من حيث الشكل والتوافق والتشوه

Source: Cambridge International syllabus · ⁨المصدر: منهج كامبريدج الدولي⁩

English
Enzyme action: lock and key

A catalyst 催化剂 is a substance that speeds up the rate 速率 of a chemical reaction 化学反应 but is not used up or changed by the reaction. The same catalyst can be used again and again.

Enzymes 酶 are biological catalysts — catalysts made by living cells. They are proteins 蛋白质. Enzymes take part in all the reactions of metabolism 新陈代谢, so they control almost every chemical reaction in a living thing.

Enzymes are vital. Without them, the reactions that keep you alive would be far too slow. Enzymes raise the reaction rate enough to keep the organism alive.

العربية
عمل الإنزيم: القفل والمفتاح
صندوق مسحوق غسيل حيوي
مساحيق الغسيل الحيوية تحتوي على إنزيمات تحلل البقع.

العامل المحفز هو مادة تسرع معدل تفاعل كيميائي لكنها لا تُستهلك أو تتغير بفعل التفاعل. يمكن استخدام نفس العامل المحفز مراراً وتكراراً.

الإنزيمات هي عوامل محفزة بيولوجية — محفلات تصنعها الخلايا الحية. وهي بروتينات. تشارك الإنزيمات في جميع تفاعلات الأيض، لذا فهي تتحكم في تقريباً كل تفاعل كيميائي في الكائن الحي.

الإنزيمات ضرورية. بدونها، ستكون التفاعلات التي تبقيك على قيد الحياة بطيئة جداً. ترفع الإنزيمات معدل التفاعل بما يكفي لإبقاء الكائن الحي حياً.

Explore · ⁨استكشف⁩

What enzymes do · ⁨ماذا تفعل الإنزيمات⁩

rate rises then plateaus · ⁨يزداد المعدل ثم يستقر⁩

More substrate means a faster reaction — until the enzymes can't keep up. · ⁨زيادة الركيزة تعني تفاعلًا أسرع — حتى لا تستطيع الإنزيمات مواكبة ذلك.⁩

5.1

How an enzyme works · ⁨كيف تعمل الإنزيمات⁩

English

Each enzyme has a special pocket called its active site 活性位点. The molecule 分子 it works on is called the substrate 底物.

  • The shape of the active site is complementary 互补 to the shape of the substrate — they fit together like a key in a lock.
  • The substrate slots into the active site. (Supplement) This makes an enzyme-substrate complex 酶底物复合物.
  • The reaction takes place, and the substrate is changed into one or more products 产物.
  • The products leave the active site, which is then free to be used again.

Why enzymes are specific (Supplement)

Each enzyme is specific 专一 — it works on only one kind of substrate. This is because only that substrate has the right shape to fit the active site. A substrate of a different shape will not fit, just as the wrong key will not open a lock.

العربية
فاكهة كيوي مقطوعة
تحتوي فاكهة الكيوي على إنزيم بروتياز يحلل البروتين.

لكل إنزيم جيب خاص يسمى الموقع النشط. الجزيء الذي يعمل عليه يسمى المواد المتفاعلة.

  • شكل الموقع النشط متكامل مع شكل المواد المتفاعلة — يندمجان معاً كمفتاح في قفل.
  • تنزلق المواد المتفاعلة داخل الموقع النشط. (مكمل) هذا يُشكّل معقد إنزيم-مواد متفاعلة.
  • يحدث التفاعل، وتتحوّل المواد المتفاعلة إلى واحد أو أكثر من المنتجات.
  • تغادر المنتجات الموقع النشط، الذي يصبح حينها حراً للاستخدام مرة أخرى.
إنزيم بموقع نشط مشقوق؛ المواد المتفاعلة المطابقة تنزلق لتكوين معقد إنزيم-مواد متفاعلة، ثم تترك كقطعتين منتجتين، محررة الإنزيم
الجزيء المتطابق يتناسب مع الموقع النشط كمفتاح في قفل، ثم يغادر كناتج تفاعلي

لماذا الإنزيمات محددة (مكمل)

كل إنزيم محدد — يعمل على نوع واحد فقط من المواد المتفاعلة. وذلك لأن هذه المواد المتفاعلة وحدها تمتلك الشكل المناسب ليناسب الموقع النشط. ستختلف مواد تفاعلية ذات شكل آخر ولن تندمج، تماماً كما لن يفتح المفتاح الخاطئ القفل.

إنزيم واحد: المواد المتفاعلة ذات الشكل الصحيح تناسب الموقع النشط، لكن غير الصحيحة لا تناسبه
فقط الجزيء المتطابق يتناسب مع الموقع النشط
Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
catalyst/ˈkætəlɪst/ المحفز
rate/reɪt/ السرعة
chemical reaction/ˈkemɪkl rɪˈækʃn/ تفاعل كيميائي
enzymes/ˈenzaɪmz/ الإنزيمات
proteins/ˈprəʊtiːnz/ البروتينات
metabolism/məˈtæbəlɪzəm/ الأيض
active site/ˈæktɪv saɪt/ الموقع النشط
molecule/ˈmɒlɪkjuːl/ جزيء
substrate/ˈsʌbstreɪt/ الجزيء المتفاعل
complementary/ˌkɒmplɪˈmentəri/ مكملة
enzyme-substrate complex/ˈenzaɪm ˈsʌbstreɪt ˈkɒmpleks/ معقد الإنزيم-الأساس
products/ˈprɒdʌkts/ النواتج
specific/spəˈsɪfɪk/ محددة
5.1

The effect of temperature and pH · ⁨تأثير درجة الحرارة والحموضة⁩

English

The activity of an enzyme depends on temperature 温度 and pH. You can investigate this by measuring how fast the reaction goes at different temperatures or pH values.

Temperature

  • As the temperature rises from cold, enzyme activity speeds up. The enzyme and substrate molecules have more kinetic energy 动能, so they move faster and meet more often. (Supplement) There are more useful collisions 碰撞 each second.
  • Activity is highest at the optimum temperature 最适温度 (about 37 °C in the human body).
  • Above the optimum, activity falls fast. The heat changes the shape of the active site, so the substrate no longer fits. The enzyme is denatured 变性. Denaturation is permanent — the enzyme cannot recover.

Worked example. A reaction finishes in 50 s at 20 °C, and in 20 s at 37 °C. Which temperature is faster, and by how much? A shorter time means a faster rate, so work out a rate with rate = 1000 ÷ time. At 20 °C the rate is 1000 ÷ 50 = 20 units; at 37 °C it is 1000 ÷ 20 = 50 units. So 37 °C is 50 ÷ 20 = 2.5 times faster. Do not say the rate "went up by 30 s" - a time is not a rate. Turn the time into a rate first, and remember the bigger rate always goes with the smaller time.

pH

  • Each enzyme works best at one particular pH.
  • If the pH is too high or too low, the shape of the active site changes, the substrate stops fitting, and the enzyme is denatured.
العربية

تعتمد نشاط الإنزيمات على درجة الحرارة ودرجة الحموضة (pH). يمكنك استكشاف ذلك عن طريق قياس سرعة التفاعل عند درجات حرارة أو قيم pH مختلفة.

درجة الحرارة

  • مع ارتفاع درجة الحرارة من البرودة، يزداد نشاط الإنزيم. تمتلك جزيئات الإنزيم والركيزة طاقة حركية أكبر، مما يجعلها تتحرك بشكل أسرع وتتصادم أكثر. (ملحق) توجد تصادمات فعالة أكثر كل ثانية.
  • يكون النشاط في أعلى مستوى له عند درجة الحرارة المثلى (حوالي 37 درجة مئوية في جسم الإنسان).
  • فوق الدرجة المثلى، ينخفض النشاط بسرعة. يغير الحرارة شكل الموقع النشط، لذا لم يعد الركيزة تليق به. يصبح الإنزيم منشطا. الانشطار دائم — لا يمكن للإنزيم التعافي.
رسم بياني لمعدل التفاعل مقابل درجة الحرارة: يرتبط المعدل إلى ذروة عند حوالي 37 درجة، ثم ينخفض بشدة حيث ينشط الإنزيم
يصل النشاط إلى ذروته عند درجة الحرارة المثلى، ثم ينخفض بشدة عندما ينشط الإنزيم

مثال محلول. ينتهي تفاعل في 50 ثانية عند 20 درجة مئوية، وفي 20 ثانية عند 37 درجة مئوية. أي درجة حرارة أسرع، وبكم؟ يعني الوقت الأقصر معدلًا أسرع، لذا احسب المعدل باستخدام المعادلة: المعدل = 1000 ÷ الزمن. عند 20 درجة مئوية، المعدل هو 1000 ÷ 50 = 20 وحدة؛ عند 37 درجة مئوية هو 1000 ÷ 20 = 50 وحدة. إذن 37 درجة مئوية أسرع بـ 50 ÷ 20 = 2.5 مرة. لا تقل إن المعدل "ارتفع بمقدار 30 ثانية" — فالزمن ليس معدلًا. حوّل الزمن إلى معدل أولاً، وتذكر أن المعدل الأكبر يترافق دائمًا مع الزمن الأصغر.

الرقم الهيدروجيني (pH)

  • يعمل كل إنزيم بشكل أفضل عند درجة حموضة (pH) محددة.
  • إذا كانت درجة الحموضة عالية جدًا أو منخفضة جدًا، يتغير شكل الموقع النشط، ويتوقف الركيزة عن اللياق، ويصبح الإنزيم منشطًا.
رسم بياني لمعدل التفاعل مقابل درجة الحموضة: منحنى على شكل جرس يصل إلى الذروة عند درجة الحموضة المثلى وينخفض على كلا الجانبين حيث ينشط الإنزيم
لكل إنزيم درجة حموضة مثلى واحدة؛ بعيداً عنها يكون الإنزيم قد فقد شكله
Explore · ⁨استكشف⁩

Temperature and enzyme activity · ⁨درجة الحرارة ونشاط الإنزيم⁩

Drag the temperature. Activity rises to an optimum, then falls as the enzyme denatures. · ⁨اسحب درجة الحرارة. يرتفع النشاط حتى يصل إلى مثالي، ثم ينخفض عندما يتحلل الإنزيم.⁩

Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
temperature/ˈtemprɪtʃə/ درجة حرارة
kinetic energy/kɪˈnetɪk ˈenədʒi/ الطاقة الحركية
collisions/kəˈlɪʒnz/ التصادمات
optimum temperature/ˈɒptɪməm ˈtemprɪtʃə/ درجة الحرارة المثلى
denatured/ˈdenətʃəd/ تغير شكله
5.1

Exam tips · ⁨نصائح للامتحان⁩

English
  • An enzyme is both a protein and a biological catalyst: it speeds up a reaction and is not used up.
  • Describe the shape: the active site is complementary to the substrate (the lock-and-key idea). Each enzyme is specific to one substrate.
  • Low temperature → slow (too little kinetic energy). Optimum → fastest. Too hot → denatured (the active site loses its shape, permanently).
  • The wrong pH also denatures the enzyme by changing the shape of the active site.
  • "Denatured" does not mean "killed" — enzymes are not alive. Say that the shape of the active site has changed so the substrate no longer fits.
العربية
  • الإنزيم هو كل من بروتين ومحفز بيولوجي: يسرع التفاعل ولا يُستهلك.
  • صف الشكل: الموقع النشط متكامل مع الركيزة (فكرة القفل والمفتاح). كل إنزيم محدد لركيزة واحدة.
  • درجة حرارة منخفضة → بطيء (طاقة حركية قليلة جدًا). مثلى → الأسرع. ساخن جدًا → منشط (يفقد الموقع النشط شكله، بشكل دائم).
  • درجة الحموضة الخاطئة أيضًا تنشط الإنزيم عن طريق تغيير شكل الموقع النشط.
  • كلمة "منشط" لا تعني "قاتل" — الإنزيمات ليست كائنات حية. قل إن شكل الموقع النشط قد تغير بحيث لم يعد الركيزة تليق به.

Interactive lessons on this topic · ⁨دروس تفاعلية حول هذا الموضوع⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨ا-working عليه خطوة بخطوة، مع تمارين تحقق فوري.⁩

Past Papers · ⁨أوراق الامتحانات السابقة⁩

More topics in IGCSE Biology · ⁨IGCSE علم الأحياء⁩ · ⁨المزيد من المواضيع في IGCSE Biology · ⁨IGCSE علم الأحياء⁩⁩

Log in or create account · ⁨تسجيل الدخول أو إنشاء حساب⁩

IGCSE, A-Level & AP