Skip to content · ⁨דלג לתוכן⁩

Enzymes · ⁨אנזימים⁩

IGCSE Biology · ⁨ביולוגיה IGCSE⁩ · Topic 5 · ⁨נושא 5⁩

Video lesson for this topic · ⁨שיעור וידאו לנושא זה⁩ Open the video page · ⁨פתח את עמוד הוידאו⁩
5:54

אנזימים

כל שנייה, אלפי תגובות כימיות מתרחשות בתוכך. אם היו מושארות לעצמן, כמעט כולן היו איטיות מדי כדי לשמור עליך בחיים. מה…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨קריאת קול באנגלית · תרגום אנגלי + סינית שרוף בתוך הסרטון⁩

5.1

What enzymes are · ⁨מהם אנזימים⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
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
עברית
ליבה תוספת
1 תאר קטליזור כחומר המגביר את קצב התגובה הכימית ואינו משתנה כתוצאה מהתגובה
2 תאר אנזימים כחלבונים המשתתפים בכל התגובות המטבוליות, בהם הם פועלים כקטליזורים ביולוגיים
3 תאר מדוע אנזימים חשובים בכל היצורים החיים בהתייחס לקצב תגובה הנדרש לשמירה על חיי
4 תאר פעולת אנזימים בהתייחס לצורת האתר הפעיל של האנזים שהיא משלימה את הסובסטראט והיווצרות המוצרים 6 הסבר פעולת אנזימים בהתייחס ל: אתר פעיל, מורכב אנזים-סובסטראט, סובסטראט ומוצר
7 הסבר הספציפיות של אנזימים בהתייחס לצורה המשלימה וההתאמה של האתר הפעיל לסובסטראט
5 בדוק ותאר את השפעת שינויים בטמפרטורה וב-pH על פעילות האנזים בהתייחס לטמפרטורה מיטבית ולדניצור 8 הסבר את השפעת שינויים בטמפרטורה על פעילות האנזים בהתייחס לאנרגיה קינטית, צורה והתאמה, תדירות ההתנגשויות האפקטיביות ולדניצור
9 הסבר את השפעת שינויים ב-pH על פעילות האנזים בהתייחס לצורה והתאמה ולדניצור

Source: Cambridge International syllabus · ⁨מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'⁩

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.

עברית
פעולת אנזים: מנעול ומפתח
קופסת אבקת כביסה ביולוגית
אבקות כביסה ביולוגיות מכילות אנזימים המפרקים כתמים.

מצטלם הוא חומר שמאיץ את הקצב של תגובה כימית אך אינו נבלע או משתנה על ידי התגובה. אותו מצטלם יכול לשמש שוב ושוב.

אנזימים הם מצטלמים ביולוגיים — מצטלמים המיוצרים על ידי תאים חיים. הם חלבונים. אנזימים לוקחים חלק בכל תגובות המטבוליזם, ולכן הם שולטים כמעט בכל תגובה כימית בעולם חי.

אנזימים הם חיוניים. ללאם, התגובות ששומרות על חייך היו איטיות מדי. האנזימים מעלים את קצב התגובה מספיק כדי לשמור על החיים של האורגניזם.

Explore · ⁨חקור⁩

What enzymes do · ⁨מה עושים אנזימים⁩

rate rises then plateaus · ⁨הקצב עולה ואז משתטח⁩

More substrate means a faster reaction — until the enzymes can't keep up. · ⁨יותר מצע גורם לתגובה מהירה יותר — עד שהאנזימים לא יכולים לעמוד בקצב.⁩

5.1

How an enzyme works · ⁨כיצד אנזים פועל⁩

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.

עברית
פרוסת תרדן
תרדן מכיל אנזים פרוטאז המפרק חלבונים.

לכל אנזים יש תא מיוחד הנקרא אתר פעיל. המוเลקולה שעליו הוא פועל נקראת מצע.

  • צורת האתר הפעיל היא משלימה לצורת המצע — הם מתאימות זה לזה כמו מפתח למנעול.
  • המצע נכנס לתוך האתר הפעיל. (תוספת) יוצר זאת קומפלקס אנזים-מצע.
  • התגובה מתרחשת, והמצע משתנה למוצר אחד או יותר.
  • המוצרים עוברים מהאתר הפעיל, שנשאר חופשי לשימוש חוזר.
אנזים עם אתר פעיל בצורת חריץ; המצע המתאים נכנס ויוצר קומפלקס אנזים-מצע, ולאחר מכן עובר כשני חלקי מוצר, ומשחרר את האנזים
הנוצר מתאים לאתר הפעיל כמו מפתח במנעולה, ולאחר מכן עוזב כמוצר סופי

למה לאנזימים ספציפיות (תוספת)

כל אנזים הוא ספציפי — הוא פועל רק על סוג מצע אחד. הדבר נובע מכך שהמצע היחיד בעל הצורה הנכונה להתאים לאתר הפעיל. מצע בעל צורה שונה לא יתאים, בדיוק כמו שמפתח לא מתאים לא יפתח מנעול.

אנזים אחד: המצע בצורה הנכונה מתאים לאתר הפעיל, אך מצע בצורה שגויה לא מתאים
רק הנוצר המתאים מתאים לאתר הפעיל
Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
specific/spəˈsɪfɪk/ ספציפי
5.1

The effect of temperature and pH · ⁨השפעת הטמפרטורה וה-pH⁩

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.
עברית

הפעילות של אנזים תלויה בטמפרטורה וב-pH. ניתן לחקור זאת על ידי מדידת הקצב בו מתרחשת התגובה בטמפרטורות או ערכי pH שונים.

טמפרטורה

  • כאשר הטמפרטורה עולה מקרירות, פעילות האנזים מהירה. מולקולות האנזים והמצע רכשות יותר אנרגיה קינטית, ולכן נעות מהר יותר ונפגשות לעיתים קרובות יותר. (תוספת) ישנם יותר התנגשויות יעילות בכל שנייה.
  • הפעילות היא הגבוהה ביותר בטמפרטורה מיטבית (כ-37 °C בגוף האדם).
  • מעל הטמפרטורה המיטבית, הפעילות יורדת במהירות. החום משנה את צורת האתר הפעיל, כך שהמצע不再 מתאים. האנזים מתעוות (denatured). העיוות הוא קבוע — האנזים לא יכול להשתקם.
גרף של קצב התגובה בתלות בטמפרטורה: הקצב עולה לשיא בכ-37 מעלות, ולאחר מכן יורד בחריפות כאשר האנזים מתעוות
הפעילות מגיעה לשיא בטמפרטורה המיטבית, ולאחר מכן יורדת בחריפות כאשר האנזים מתעוות

דוגמה מפורטת. תגובה מסתיימת ב-50 שניות בטמפרטורה של 20 °C, וב-20 שניות בטמפרטורה של 37 °C. באיזו טמפרטורה התגובה מהירה יותר, ובכמה? זמן קצר יותר מעיד על קצב גבוה יותר, לכן חשב קצב לפי הנוסחה: קצב = 1000 ÷ זמן. בטמפרטורה של 20 °C הקצב הוא 1000 ÷ 50 = 20 יחידות; בטמפרטורה של 37 °C הקצב הוא 1000 ÷ 20 = 50 יחידות. כלומר, ב-37 °C התגובה מהורה פי 50 ÷ 20 = 2.5. אל תאמרו שהקצב "עלה ב-30 שניות" – זמן אינו קצב. יש להפוך את הזמן לקצב תחילה, ולזכור שקצב הגבוה תמיד מתאים לזמן הקצר יותר.

pH

  • לכל אנזים יש pH אופטימלי ספציפי בו הוא פועל בצורה הטובה ביותר.
  • אם ה-pH גבוה מדי או נמוך מדי, צורת האתר הפעיל משתנה, הסובסטRATE不再 מתאים לאנזים, והאנזים עובר דנטורציה (איבוד פעילות).
גרף של קצב תגובה לעומת pH: עקומה בצורת פעמון שמגיעה לשיאה בטמפרטורה האופטימלית וירודה בשני הצדדים ככל שהאנזים עובר דנטורציה
לכל אנזים יש pH מיטבי אחד; הרחוק ממנו האנזים מתעוות
Explore · ⁨חקור⁩

Temperature and enzyme activity · ⁨טמפרטורה ופעילות אנזימטית⁩

Drag the temperature. Activity rises to an optimum, then falls as the enzyme denatures. · ⁨גרור את הטמפרטורה. הפעילות עולה לאופטימום, ולאחר מכן יורדת כאשר האנזים מתפרק.⁩

Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
catalyst/ˈkætəlɪst/ מצעין
rate/reɪt/ קצב
chemical reaction/ˈkemɪkl rɪˈækʃn/ תגובה כימית
enzymes/ˈenzaɪmz/ אנזימים
proteins/ˈprəʊtiːnz/ חלבונים
metabolism/məˈtæbəlɪzəm/ מטבוליזם
active site/ˈæktɪv saɪt/ אתר פעיל
molecule/ˈmɒlɪkjuːl/ מולקולה
substrate/ˈsʌbstreɪt/ מצע (סובסטראט)
complementary/ˌkɒmplɪˈmentəri/ משלים
enzyme-substrate complex/ˈenzaɪm ˈsʌbstreɪt ˈkɒmpleks/ מורכב אנזים-מצע
products/ˈprɒdʌkts/ מוצרים
temperature/ˈtemprɪtʃə/ טמפרטורה
kinetic energy/kɪˈnetɪk ˈenədʒi/ אנרגיה קינטית
collisions/kəˈlɪʒnz/ התנגשויות
optimum temperature/ˈɒptɪməm ˈtemprɪtʃə/ טמפרטורת אופטימום
denatured/ˈdenətʃəd/ מופרר
5.1

Exam tips · ⁨טיפים לבחינות⁩

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.
עברית
  • אנזים הוא גם חלבון וגם זרז ביולוגי: הוא מאיץ תגובה אך אינו נצרך בה.
  • תיאור המבנה: האתר הפעיל הוא משלים לסובסטRATE (רעיון הנעילה והמפתח). כל אנזים הוא ספציפי לסובסטRATE אחת בלבד.
  • טמפרטורה נמוכה → קצב איטי (אנרגיה קינטית insufficient). טמפרטורה אופטימלית → קצב מקסימלי. טמפרטורה גבוהה מדי → דנטורציה (האתר הפעיל מאבד את צורתו, לצמיתות).
  • pH לא נכון גם הוא גורם לדנטורציה של האנזים על ידי שינוי צורת האתר הפעיל.
  • המונח "דנטורציה" אינו פירושו "הריגה" – אנזימים אינם חיים. יש לומר שהאתר הפעיל שינה את צורתו כך שהסובסטRATE不再 מתאים לו.

Interactive lessons on this topic · ⁨שיעורים אינטראקטיביים בנושא זה⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨לעבור על הדברים צעד אחר צעד, עם תרגילים לבדיקה מיידית.⁩

Past Papers · ⁨מבחני עבר⁩

More topics in IGCSE Biology · ⁨ביולוגיה IGCSE⁩ · ⁨נושאים נוספים בIGCSE Biology · ⁨ביולוגיה IGCSE⁩⁩

Log in or create account · ⁨היכנס או צור חשבון⁩

IGCSE, A-Level & AP