Факторы, влияющие на действие ферментов
Введено| English | Значение |
|---|---|
| colorimeter/ˌkʌləˈrɪmɪtə/ | колориметр |
| initial rate/ɪˈnɪʃl reɪt/ | начальная скорость |
| optimum/ˈɒptɪməm/ | оптимальный |
| denature/ˈdenətʃə/ | денатурация |
| buffer/ˈbʌfə/ | буферный раствор |
| inhibitor/ɪnˈhɪbɪtə/ | ингибитор |
Что изменяет скорость фермента
- Изменение условий меняет скорость работы фермента.
- Сначала нам нужно справедливо измерить эту скорость.
- Затем мы посмотрим, как температура, pH и концентрация влияют на неё.
Измерение скорости
- Отслеживайте, как быстро образуется продукт (например, собирайте кислород от действия каталазы) или как быстро исчезает субстрат (например, обесцвечивание йода при переваривании крахмала амилазой).
- Колориметр превращает изменение цвета в точное числовое значение, которое можно построить на графике.
- Реакция протекает быстрее всего в начальный момент (наибольшее количество субстрата), поэтому начальная скорость — наклон касательной в момент времени ноль — является наиболее справедливым показателем для сравнения.

Начальная скорость — наклон в самом начале — является наиболее справедливым показателем для сравнения.
Почему начальная скорость (наклон в момент времени ноль) является наиболее объективной величиной для сравнения?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
В начале субстрата больше всего, поэтому скорость максимальна и еще не ограничена истощением субстрата.
Температура
- Нагрев увеличивает кинетическую энергию молекул, поэтому они сталкиваются чаще — скорость возрастает.
- Но за пределами оптимума тепло разрывает связи, удерживающие форму фермента: он денатурирует, активный центр больше не подходит, и скорость резко падает.

Температура: теплая, затем слишком горячая
скорость достигает максимума при оптимальной температуре
Перетащите температуру. Нагревание ускоряет процесс — пока слишком высокая температура денатурирует фермент, и активность резко падает после прохождения оптимума.
При повышении температуры от холодной до очень горячей расположите события в правильном порядке.
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
Нагревание сначала увеличивает частоту столкновений (скорость растет до оптимума); после этого фермент денатурирует, и скорость резко падает.
Выше оптимальной температуры скорость резко падает, потому что фермент:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Тепло разрывает связи, удерживающие форму фермента; активный центр изменяется и больше не может связывать субстрат.
pH
- У каждого фермента есть оптимальный pH. Если отклониться слишком сильно в любую сторону, он денатурирует, поэтому скорость снижается.
- Чтобы исследовать pH справедливо, поддерживайте его стабильным с помощью буферного раствора.

Чтобы предотвратить изменение pH при варьировании температуры, поддерживайте его постоянным с помощью раствора ______.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Буфер сопротивляется изменению pH, поэтому pH остается стабильным, пока температура является единственным переменным фактором.
Концентрация фермента и субстрата
- Больше фермента (при избытке субстрата) означает больше активных центров, поэтому скорость растет пропорционально.
- Больше субстрата сначала ускоряет процесс — но как только каждый активный центр занят, добавление еще больше не имеет значения, и скорость выходит на плато.
- Больше ингибитора снижает скорость.
- Исследуйте ниже: перетащите ползунок субстрата и наблюдайте, как растет скорость, а затем выравнивается, когда все активные центры заполнены.
Концентрация субстрата: скорость затем выходит на плато
скорость = Vmax·[S] / (Km + [S])
Перетащите субстрат. Скорость растет, затем выходит на плато, когда все активные центры заняты — добавление большего количества субстрата больше ничего не дает.
Соотнесите каждое изменение с его влиянием на скорость.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Больше фермента означает больше активных центров;一旦 центры насыщены, дополнительный субстрат не влияет на скорость; экстремальная температура или pH денатурируют фермент.
Добавление большего количества субстрата в конечном итоге перестает увеличивать скорость, потому что:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Как только все активные центры заняты, скорость достигает максимума; больше субстрата не может обрабатываться быстрее.
При достаточном количестве субстрата удвоение концентрации фермента примерно удваивает скорость.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Большее количество фермента означает больше активных центров; при избытке субстрата скорость возрастает пропорционально концентрации фермента.
Вы поняли
- Измеряйте начальную скорость (самую крутую, в начале) для честного сравнения; колориметр делает цвет точным
- Температура: растет до оптимума, затем денатурирует и рушится
- pH: колоколообразная кривая вокруг оптимального pH; используйте буфер, чтобы поддерживать стабильность
- Фермент ↑ → скорость ↑ (пропорционально); Субстрат ↑ → выходит на плато, когда все центры заняты