Хүний биеийг яагаад ч юм биохимийн үйлдвэр гэж нэрлэдэг. Эцсийн эцэст, минут тутамд хэдэн мянга, хэдэн арван, хэдэн зуун мянган исэлдэх, хуваагдах, багасгах болон бусад урвал явагддаг. Тэдний эс бүрийг эрчим хүч, тэжээл, хүчилтөрөгчөөр хангадаг асар хурдтай урсах боломжийг юу олгодог вэ?
Катализаторын тухай ойлголт
Органик бус болон органик химийн аль алинд нь химийн урвалыг хэдэн мянга, заримдаа хэдэн сая дахин хурдасгах чадвартай тусгай бодисуудыг өргөн ашигладаг. Эдгээр нэгдлүүдийн нэр нь "катализатор" юм. Органик бус химийн хувьд эдгээр нь металлын исэл, цагаан алт, мөнгө, никель болон бусад юм.
Тэдний гол үйлдэл нь урвалд оролцогчидтой түр зуурын цогцолбор үүсгэх бөгөөд идэвхжүүлэлтийн энергийг бууруулснаар процесс хэд дахин хурдан явагддаг. Үүний дараа цогцолбор задарч, катализаторыг процесс эхлэхээс өмнөхтэй ижил тоон болон чанарын найрлагатай бөмбөрцөгөөс гаргаж авах боломжтой.
Хоёр төрлийн каталитик урвал байдаг:
- нэг төрлийн - хурдасгуур болон оролцогчид нэгднэгтгэсэн төлөв;
- нэгдмэл бус - хурдасгуур ба оролцогчид өөр мужид байдаг, фазын хил хязгаар байдаг.
Үүнээс гадна эсрэг үйлчилгээтэй нэгдлүүд байдаг - дарангуйлагч. Эдгээр нь шаардлагатай урвалыг удаашруулахад чиглэгддэг. Жишээлбэл, тэдгээр нь зэврэлт үүсэх хугацааг багасгах боломжийг олгодог.
Биологийн катализатор нь органик бусаас угаасаа ялгаатай бөгөөд тэдгээрийн шинж чанар нь зарим талаараа өвөрмөц байдаг. Тиймээс амьд системд катализ өөр байдаг.
Ферментүүд - энэ юу вэ?
Хэрэв заасан үйл явцыг хурдасгах тусгай бодисын үйл ажиллагаа амьд систем дотор явагдаагүй бол ходоодонд байгаа энгийн алим хоёр өдөр орчим шингэцтэй болох нь батлагдсан. Ийм хэмжээний хугацаанд задралын бүтээгдэхүүнээр задрах, хордох үйл явц эхэлдэг. Гэсэн хэдий ч энэ нь тохиолддоггүй бөгөөд жимс нь нэг цаг хагасын дотор бүрэн боловсруулагддаг. Үүнийг организм бүрийн найрлагад их хэмжээгээр агуулагддаг биологийн катализаторууд гүйцэтгэдэг. Гэхдээ тэд юу вэ, ийм үйлдлийн үндэс нь юу вэ?
Уургийн шинж чанартай биологийн катализатор нь фермент юм. Тэдний үндэс нь хэд хэдэн өвөрмөц шинж чанартай бүтцийн цогц зохион байгуулалт юм. Энгийнээр хэлэхэд эдгээр нь амьд организм дахь үйл явцын идэвхжих энергийг бууруулж, ердийн утгаасаа хэдэн сая дахин давсан хурдаар гүйцэтгэдэг өвөрмөц уураг юм.
Иймэрхүү молекулуудын олон жишээ бий:
- каталаза;
- амилаза;
- оксиредуктаза;
- глюкозын оксидаза;
- липаза;
- инвертаза;
- лизоцим;
- протеаз болон бусад.
Тиймээс бид дүгнэж болно: Ферментүүд нь уургийн шинж чанартай биологийн катализатор бөгөөд амьд организм дахь олон мянган үйл явцыг маш өндөр хурдаар явуулах боломжийг олгодог хүчтэй хурдасгагч үүрэг гүйцэтгэдэг. Хоол боловсруулах, исэлдүүлэх, нөхөн сэргээх нь тэдний үйл ажиллагаанд суурилдаг.
Органик бус болон уургийн катализаторын ижил төстэй байдал
Биологийн катализаторын хувьд ферментүүд нь органик бустай төстэй хэд хэдэн шинж чанартай байдаг. Үүнд дараах зүйлс орно:
- Зөвхөн термодинамикаар боломжтой урвалуудыг хурдасгана.
- Тэнцвэрийн систем дэх химийн тэнцвэрийн шилжилтэд нөлөөлөхгүй, харин урагш болон урвуу үйл явцыг адилхан хурдасгана.
- Үүний үр дүнд урвалын бөмбөрцөгт зөвхөн бүтээгдэхүүн л үлддэг ба катализатор тэдгээрийн дотор байхгүй.
Гэсэн хэдий ч ижил төстэй байдлаас гадна ферментийн өвөрмөц шинж чанарууд байдаг.
Байгалийн ялгаа
Биологийн катализатор нь хэд хэдэн онцлог шинж чанартай:
- Сонголт сайтай. Өөрөөр хэлбэл, нэг уураг нь зөвхөн тодорхой урвал эсвэл ижил төстэй бүлгийг идэвхжүүлэх чадвартай байдаг. Ихэнхдээ "нэг процессийн фермент - субстрат" схем ажилладаг.
- Маш өндөр идэвхжилтэй, учир нь зарим төрлийн уураг нь урвалыг хэдэн сая удаа хурдасгаж чаддаг.
- Ферментүүд нь маш их хамааралтайхүрээлэн буй орчны нөхцөл байдлаас. Тэд зөвхөн тодорхой температурын хязгаарт идэвхтэй байдаг. Орчны рН нь мөн хүчтэй нөлөөлдөг. Фермент бүрийн хамгийн бага, дээд ба оновчтой утгыг харуулсан муруй байна.
- Биологийн катализаторын шинж чанарыг дарангуйлах эсвэл эсрэгээрээ эерэг нөлөө үзүүлэх эффектор гэж нэрлэгддэг тусгай нэгдлүүд байдаг.
- Ферментийн ажиллах субстрат нь нарийн тодорхой байх ёстой. Түлхүүр, цоож гэдэг онол бий. Энэ нь субстрат дээрх ферментийн үйл ажиллагааны механизмыг тодорхойлдог. Түлхүүр шиг катализатор нь идэвхтэй газартай нь субстратад суулгагдсан бөгөөд урвал эхэлдэг.
- Процессын дараа фермент хэсэгчлэн эсвэл бүрэн устдаг.
Тиймээс амьд организмд уургийн катализаторын ач холбогдол туйлын өндөр гэдэг нь ойлгомжтой. Гэсэн хэдий ч, тэдний үйлдэл нь тодорхой дүрмийн дагуу явагддаг бөгөөд хүрээлэн буй орчны нөхцөлөөр хязгаарлагддаг.
Сургуульд катализатор судалж байна
Сургуулийн сургалтын хөтөлбөрийн нэг хэсэг болох катализаторыг хими, биологийн аль алинд нь судалдаг. Химийн хичээл дээр тэдгээрийг үйлдвэрлэлийн синтез хийх, олон тооны төрөл бүрийн бүтээгдэхүүн авах боломжтой бодисуудын үүднээс судалдаг. Биологийн хичээлд биологийн катализаторыг авч үздэг. 9-р ангид молекул биологи, биохимийн үндсийг судалдаг. Тиймээс боловсролын энэ үе шатанд оюутнууд ферментийн идэвхтэй бодисын талаархи үндсэн мэдлэгийг олж авдагамьд биетийн организм.
Хичээл дээр туршилт хийж, орчны тодорхой температур, рН-д эдгээр бодисын химийн идэвхжилийг баталгаажуулдаг:
- устөрөгчийн хэт исэл нь түүхий болон чанасан луувангийн катализаторын нөлөөг судлах;
- мах (чанасан болон түүхий), төмс болон бусад бүтээгдэхүүнд үзүүлэх нөлөө.
Хүний биед агуулагдах ферментүүд
Биологийн катализатор гэж юу байдгийг хангалттай боловсролтой, дунд боловсролын шугамыг давсан сурагч бүр мэддэг. Бие дэх ферментүүд нь нарийн мэргэшсэн байдаг. Тиймээс процесс бүрд та катализатор бодисоо нэрлэж болно.
Тиймээс биеийн бүх ферментийг хэд хэдэн бүлэгт хувааж болно:
- оксидоредуктаза, тухайлбал каталаз эсвэл спирт дегидрогеназа;
- трансферазууд - kenase;
- хоол боловсруулахад чухал ач холбогдолтой гидролаза: пепсин, амилаза, липопротейн липаза, эстераз болон бусад;
- лигаза, жишээлбэл ДНХ полимераз;
- изомераза;
- lyases.
Эдгээр бүх нэгдлүүд нь уургийн шинж чанартай бөгөөд найрлага дахь витамины цогцолбор байдаг тул биеийн температур нэмэгдэх нь бүтцийн денатураци, улмаар биохимийн бүх урвал зогсоход хүргэдэг. Энэ тохиолдолд организм үхэхэд ойрхон байна. Тиймээс өвчний үед биеийн өндөр температур заавал буурдаг.
Уургийн катализаторыг үйлдвэрлэлд ашиглах
Ихэнхдээ ферментийг янз бүрийн салбарт ашигладагсалбар:
- химийн;
- нэхмэл;
- хоол.
Дэлгүүрийн лангуун дээр та фермент агуулсан цэвэрлэгээний бүтээгдэхүүн, угаалгын нунтаг зэргийг харж болно - эдгээр нь хувцас угаах чанарыг сайжруулдаг ферментүүд юм.
Биологийн катализаторууд юунд зориулагдсан вэ?
Тэдгээрийн ач холбогдлыг хэт үнэлэхэд хэцүү. Эцсийн эцэст тэд амьд организмд амьдрах, амьсгалах, хооллох, бодисын солилцооны үйл явцыг явуулах боломжийг олгодог төдийгүй үйлдвэрлэлийн хог хаягдлыг устгах, эм бэлдмэл авах, эрүүл мэнд, хүрээлэн буй орчныг хамгаалах, хамгаалах боломжийг бидэнд олгодог.
