Metabolisme dan Enzim

Bab ini merangkumi apa itu enzim, cara ia berfungsi, faktor yang mengubah aktivitinya, dan kegunaannya dalam kehidupan harian.

Dua faktor lain turut mengubah kadar tindak balas yang dimangkinkan enzim: kepekatan substrat dan kepekatan enzim. Meningkatkan mana-mana satu menaikkan kadar kerana lebih banyak perlanggaran antara enzim dan substrat boleh berlaku, tetapi hanya sehingga semua tapak aktif yang ada telah diduduki pada sesuatu masa, selepas itu kadar mendatar.

Enzim kebanyakannya dinamakan dengan menambah akhiran '-ase' pada nama substratnya atau tindak balas yang dimangkinkannya, seperti amilase bertindak ke atas kanji atau protease bertindak ke atas protein. Mengenali corak penamaan ini membantu anda mengetahui fungsi sesuatu enzim yang tidak biasa terus daripada namanya dalam soalan peperiksaan.

Tindak balas anabolik termasuk fotosintesis dan sintesis protein, yang kedua-duanya membina molekul lebih besar dan memerlukan bekalan tenaga; tindak balas katabolik termasuk respirasi dan penghadaman, yang kedua-duanya memecah molekul besar kepada lebih kecil dan membebaskan tenaga yang boleh digunakan sel.

Enzim penghadaman menunjukkan bagaimana pH optimum berbeza mengikut lokasi dalam badan: pepsin dalam perut berfungsi terbaik dalam keadaan sangat berasid, manakala tripsin dalam usus kecil berfungsi terbaik dalam keadaan sedikit beralkali, menunjukkan 'pH optimum' adalah sifat setiap enzim secara individu dan bukan satu nilai tetap untuk semua enzim.

Kadar tindak balas dikira daripada graf sebagai kecerunan lengkung, atau lebih mudah sebagai jumlah hasil terbentuk, atau substrat digunakan, dibahagi dengan masa yang diambil; soalan SPM sering meminta kadar ini dikira terus daripada jadual keputusan dan bukan sekadar diterangkan dalam perkataan.

Standard kandungan dalam bab ini

1. 5.1 Metabolisme
2. 5.2 Enzim
3. 5.3 Aplikasi Enzim dalam Kehidupan Harian

Konsep utama

Metabolisme

Anabolisme membina molekul besar daripada kecil (guna tenaga); katabolisme memecah molekul besar (bebaskan tenaga).

Enzim sebagai mangkin biologi

Enzim ialah protein yang mempercepat tindak balas tanpa digunakan, dan spesifik kepada satu substrat.

Model mangga-dan-kunci

Substrat muat pada tapak aktif enzim seperti kunci dalam mangga, membentuk kompleks enzim-substrat.

Kesan suhu

Kadar naik ke optimum (sekitar suhu badan) kemudian jatuh mendadak apabila enzim ternyahasli pada suhu tinggi.

Kesan pH

Setiap enzim ada pH optimum; jauh daripadanya kadar jatuh, dan pH melampau menyahaslikan enzim.

Aplikasi

Enzim digunakan dalam detergen, pemprosesan makanan, pembuatan bir dan perubatan.

Kesan kepekatan substrat

Apabila kepekatan substrat meningkat, kadar tindak balas meningkat kerana lebih banyak molekul substrat berlanggar dengan tapak aktif yang ada; selepas satu takat kadar mendatar kerana setiap tapak aktif sudah diduduki pada sesuatu masa.

Kesan kepekatan enzim

Apabila kepekatan enzim meningkat, dengan substrat berlebihan, kadar tindak balas meningkat kerana lebih banyak tapak aktif tersedia; kadar akhirnya mendatar apabila substrat pula menjadi faktor pengehad.

Penamaan enzim

Kebanyakan nama enzim berakhir dengan '-ase' dan dibina daripada substrat yang ditindaknya atau tindak balas yang dimangkinkannya, seperti amilase untuk kanji, protease untuk protein dan lipase untuk lemak.

Enzim dalam kehidupan harian

Detergen biologi mengandungi protease dan lipase untuk membuang kesan protein dan lemak pada suhu basuhan lebih rendah; industri makanan menggunakan enzim seperti pektinase untuk menjernihkan jus buah dan renin dalam pembuatan keju.

Tapak aktif dan struktur tertiar

Enzim ialah protein globular yang dilipat kepada bentuk tiga dimensi yang tepat; tapak aktif ialah kawasan kecil bentuk ini yang konturnya dan kumpulan kimianya saling melengkapi dengan satu substrat tertentu.

Enzim ternyahgerak

Enzim boleh ditetapkan pada atau di dalam bahan sokongan lengai, seperti manik alginat, supaya boleh diguna semula berulang kali dan mudah dipisahkan daripada hasil, yang biasa dalam aplikasi industri seperti penghasilan susu bebas laktosa.

Mengira kadar daripada data

Kadar tindak balas boleh didapati dengan membahagikan perubahan jumlah hasil atau substrat dengan masa yang diambil, atau dengan mencari kecerunan bahagian paling curam pada graf jumlah melawan masa.

Bagaimana bab ini diperiksa

Biologi SPM ditaksir dalam tiga kertas. Kertas 1 mempunyai 40 soalan objektif (40 markah) dalam 1 jam 15 minit; Kertas 2 membawa 100 markah merentasi Bahagian A, B dan C dalam 2 jam 30 minit; Kertas 3 ialah amali yang menguji kemahiran proses sains. Kandungan bab ini boleh muncul dalam mana-mana, jadi kelas melatih ingatan untuk Kertas 1 dan jawapan berstruktur untuk Kertas 2.

Sudut peperiksaan biasa

• Mentafsir graf aktiviti enzim melawan suhu atau pH.
• Menerangkan penyahaslian dari segi tapak aktif.
• Mereka bentuk atau menilai eksperimen aktiviti enzim (Kertas 3).
• Melakar dan menerangkan graf kadar tindak balas melawan kepekatan substrat.
• Mengenal pasti sesuatu enzim daripada namanya dan menyatakan substrat yang ditindaknya.
• Menerangkan sebab detergen biologi berkesan pada suhu basuhan lebih rendah.
• Menerangkan sebab enzim penghadaman berbeza mempunyai pH optimum yang berbeza.
• Menerangkan satu kegunaan industri atau perubatan enzim ternyahgerak atau tulen.
• Membezakan metabolisme daripada penghadaman apabila diminta mendefinisikan istilah dengan tepat.

Kesilapan biasa

Belajar bab ini

Proses dalam bab ini

• Tindakan enzim

Eksperimen dalam bab ini

• Kesan Suhu dan pH terhadap Aktiviti Amilase dan Pepsin

Istilah utama

EnzimSubstratTapak aktifPenyahaslianMetabolisme

Soalan lazim

Sumber:SRC-DSKP-EN, SRC-FORMAT