الوحدة التعليمية الأولى آلية تركيب البروتين
* الأحماض النووية:تتكون الكروموزومات (الصبغيات)للكائنات الحية من بروتين نووي وهذا يعني اتحاد الأحماض النووية حيث تتواجد بصورة عالية في نواة الخلية ومن بين بعض البروتينات الهستونات أو البروتامينات أو كلاهما معا .
-الأحماض النووية هي فقط التي تحمل المعلومات الوراثية :
أما المكونات البروتينية فهي تشكل الدعامة .والحمض النووي الذي يؤدي مهام حامل المعلومة الوراثية في كل الكائنات الحية عدا بعض الفيروسات . هو الحمض النووي منقوص الأكسجين (ADN ) والتركيب الحلزوني المزدوج لهذا الجزيء الطويل وهو الذي يمكنه من إعطاء بنية فراغية منتظمة دقيقة تشرح ظاهرة التضاعف وهو يتكون من سلسلتين من وحدات تعرف النيوكليوتيدات وتكون الروابط في إحدى السلسلتين في اتجاه 3 5 بينما في السلسلة الأخرى بالتركيب العكسي 5 3
ترتبط فيما بينها بقواعد أزوتية (A=T) .(G=C) وتقسم هذه القواعد إلى مجموعتين
البيورينات AG و البريميدينات TC حيت تتقابل –البيورينات مع البريميدينات مشكلة حلزون مزدوج متناسق حيث أن المسافة بين زوجين من القواعد الأزوتية ثابتة 0.14 نانومتر .
ويوجد قسم أخر من الأحماض النووية يعرف ب (ARN) وهو يختلف قليلا عن (ADN) فيما يلي :
1/ ARNسلسلة مفردة بينما ADNسلسلة مزدوجة
2/ يحتوي ARNعلى سكر ريبوز بينما ADNيحتوي على سكر ريبوز منقوص أكسجين
3/ يحتوي ARNعلى اليوراسيل U و هو قاعدة بريميدينية وذلك بدلا من التايمين T (تقابل A=U)
4/ جزيئة ARNتكون اقصر من جزيئات ADN عند حقيقيات النوى
يؤدي ARN وظائف أساسية أثناء تركيب البروتين وإحدى وظائفه أنه يعمل كرسول (ARNm) حيت يحمل التعليمات من المعلومة المشفرة في ADN إلى المواقع الربوزومية الخاصة بتركيب البروتين في الخلية وتحتوي الريبوزومات على نوع خاص من ARN يعرف ب ARNr وهو الذي يمثل الجزء الأكبر من كمية ARN في الخلية كما يوجد نوع ثالث هو ARNt الناقل ينقل الأحماض الأمنية الخاصة.
يتم تركيب ARN الرسول في النواة ليهجر إلى الهيولة ليساهم في نقل المعلومة الوراثية من النواة إلى مقر تركيب البروتين في الهيولة .
يتم تركيب البروتين عند حقيقيات النوى في الهيولة انطلاقا من الأحماض الأمينية الناتجة عن الهضم .
- ما هو التركيب الكيميائي لجزيئية ARN؟

- الإماهة الكلية نيوكليوتيدات .
-الإماهة الجزيئية سكر ريبوز +قواعد أزوتية AGCU + فسفور P.
صفحة -1-
الخلاصة : إن ARNm الرسول يعتبر وسيطا ينقل المعلومة الوراثية ما بين الرسالة النووية (اللغة النووية) المتواجدة في النواة والرسالة البروتينية. (اللغة البروتينية)المتواجدة في الهيولة . بمعنى أخر هو حامل النبأ الوراثي إلى مقر تصنيع البروتين
استنساخ المعلومة الوراثية :بفضل استعمال ME لوحظ ظهورتفرعات خاصة في مواقع محددة لـADN ناتجة عن تدخل أنزيم ARN بوليمراز على طول السلسلة المعبرة ونشير هنا أن النسخ يتطلب طاقة ATP
*كل استطالة تمثل ARNm الناتج عن نسخ المورثة ADN إذن دور الأنزيم ARNp
يعتبر حيويا اذ يقوم بفتح سلسلتيADN ثم ينتقل على طول السلسلة المعبرة للمورثة لينسخ نيوكليوتيدات القالب ومشكلا بذالك ARNm الوثيقة 1
الترجمة: الشفرة الوراثية :
*كيف تترجم اللغة النووية إلى اللغة البروتينية ؟
تمضي التفاعلات البيوكيماوية تحت سيطرة لأنزيمات
وكل الأنزيمات عبارة عن بروتينات المتكونة من وحدات
تعرف بالأحماض الأمنية ولكل حمض أمني مجموعة
أمنية NH2 في إحدى طرفيه ومجموعة
كربوكسيل COOH في الطرف الأخر ويعرف عشرون
نوعا مختلفا من الأحماض الأمنية .
ويتكون كل أنزيم من عدد معين من الأحماض الأمنية
بترتيب محدد ودقيق وذلك حسب البرمجة الوراثية لتركيب البروتين المشفر في ترتيب النيوكليوتيدات .
السؤال المطروح: ما عدد النيوكليوتيدات التي تشفر الحمض الأمني ؟
الجواب : يوجد 20 حمض أمني شائعا فيما توجد أربع أنواع من النيوكليوتيدات .
من الواضح أن الشفرة الأحادية (تعني نيوكليوتيدة واحدة تشفر حمض أمني واحد) ومن خلاله يمكن أن تشفر 4 أحماض أمنية فقط 14= 4 أحماض أمنية .
والشفرة الثنائية (تعني نيوكليوتيدتين تشفر حمض أمني واحد) حيت تسمح فقط بستة عشر نوعا 24= 16
وعاد ذلك فانه رياضيا تعتبر الشفرة الثلاثية( تعني ثلاثة نيوكليوتيدات تشفر حمض امني واحد) وهي اصغر وحدة تعرف بالكودون يمكنها أن تجهز 20 حمضا امنيا 34=64/3=20حمض امني .


صفحة -2-
إثبات تجريبي : الذي يدعم فكرة الشفرة الثلاثية بدراسة إضافة قاعدة أزوتية :حيث
5 TCA GGC TAA AGT CGG TCG 3 المورثة
إضافة قاعدة ازوتية واحدة G على سبيل المثال(السهم) في نهاية الكودون الثاني يمكن أن يبدل نيوكليوتيدة واحدة من الترتيب المسجل لكل الكودونات الأخرى وبالتالي يمنع القراءة الصحيحة لكل الكودونات التي تقع إلى يمين القاعدة المضافة 5 TCA GGC GTA AAG TCG CTC G 3
حمض أمني ثلاثية (كودون) إذن بالإضافة المتعاقبة في المناطق المجاورة فان إمكانية استعادة قراءة الكودونات بترتيبها المسجل تصبح أمرا محتوما .ووجد نفس الشيء صحيح بإنقاص قاعدة ازوتية واحدة.
مثال: عديد الأدنين A و اليوراسيل U خليط تركيزه 2-1 على الترتيب من المتوقع ان يكون AAA بأعلى تكرار بينما يمكن أن تكون الثلاثيات AAUأو AUA أو UAA وهي التالية من حيث التكرار
وبما أن لكل ثلاثية حمض أمني خاص بها و منه يمكن استخلاص جدول الشفرة الوراثية لتتابع الأحماض الأمنية .
• ملاحظة: خصائص المعجم
1/ من بين 64 عبارة يوجد ثلاثة عبارات لا ترمز
إلى حمض أميني وهي تشير إلى توقف عملية
الترجمة وهي UAA-UAG-UGA
2/ مرادفات المعجم: مثلا هناك أربع عبارات
مختلفة تشير إلى حمض أمني واحد (برولين)
3/ وحدة المعجم: يطبق عند جميع الكائنات
الحية (حقيقيات النواة –كاذبة النواة)
4/ الطفرات : وهي التغير في ترتيب القواعد الأزوتية
داخل المورثة ومدى تأثيرها على نوع البروتين المركب
بعد عملية الترجمة وهي نوعان
- طفرة لا معنى لها :عندما يحصل استبدال القاعدة الأزوتية بقاعدة أخرى وتكون العبارة الجديدة من نوع عبارة التوقف : UUA(لوسين) UAA (عبارة توقف)
- طفرة خاطئة :عندما يحصل استبدال حمض أمني بحمض أمني أخر. مثلا: CCG(برولين) ACG(تريونين) وتحدث داخل محل فعال حيث تصبح طفرة وراثية.
سؤال : كم من ثلاثيات لـ ـ 64 حالة تبادلية التي تتكون من أربع قواعد أزوتية ؟
تكون :1/ عديمة اليوراسيل.
2 /تحتوي على يوراسيل أو أكثر.
صفحة-3-
* المراحل الأساسية لترجمة:
تتم هذه المراحل الأساسية في الهيولة بوجود
الريبوزومات وARNm وأحماض أمنية منشطة
وARNt في وجود طاقةATP ويمكن تلخيص كما يلي:
* بداية التركيب :
1/ تبدأ الشفرة الوراثية دائما برامزة الانطلاق
(AUG) (بسملة) والتي تنشط ارتباط تحت
وحدتي الريبوزوم حيث كانتا منفصلتين
(ريبوزوم غير وظيفي)
2/ يثبت(ARNt) الحامل للحمض الأمني
(مثيونين Met) على الموقع P للريبوزوم
بحيث تتقابل رامزته المضادة(ضد الرامزة UAC)
مع رامزته الموافقة AUG المحمولة
على ARNm الرسول
* تطاول السلسلة: يتوضع ARNt ثاني حامل لحمض
أمني في الموقع Aفينتج عن ذلك :
3/ تحرر ARNt المثبت على الموقع P و الذي
ينفصل عن حمضه الأمني محررا طاقة
4/ تتشكل رابطة ببتيدية بين الحمضين الأمنيين
المثبتين على الريبوزوم بفضل الطاقة الناتجة عن
انفصال ARNt عن الحمض الأمني.
5/ ينتقل الريبوزوم على ARNm برامزة واحدة
مما يسمح بتحرر الموقع A هذا يؤدي إلى تثبت
ARNt أخر حاملا للحمض الأمني المقابل لرامزة
ARNm الشاغرة المقابلة للموقع A الحر حيث تتقابل
الرامزة ضد الرامزة.
* نهاية التركيب: عند وصول الريبوزوم إلى رامزة
التوقف يتوقف التطاول حيث يتفكك المعقد
(ARNm- ARNr- ARNt- متعدد البيبتيد)
6/ تنفصل تحت وحدتي الريبوزوم وتتحرر السلسلة
البيبتيدية وينفصل الحمض الأمني الأول (مثيونين ) عن السلسلة.
ملاحظة:
1*//يتكون الريبوزوم من تحت وحدتين تحت وحدة كبرى(50s) وتحت وحدة صغرى(30s)
S=وحدات سفيدبرج وهي معامل ترسيبا لجزيئات في جهاز الطرد المركزي العالي السرعة يعتقد أن هناك ثلاث مواقع فعالة في الريبوزوم:
1/ موقع ترجمة الشفرة :هو الذي يربط بين ARNt النشط الحامل للحمض الأمني بـARNm من خلال
تقابل القواعد الأزوتية .
2/موقع التكثيف :وهو الذي يصل ما بين الحمض الأمني والعديد البيبتيد النامي.
3/ موقع الخروج :في هذا الموقع يصبحARNt على غير اتصال بكل من عديد البيبتيد وARNmو ARNt.
*//الحمض الأميني لا يدخل في تركيب البيبتيد إلا إذا كان نشطا ويقصد بالتنشيط :ارتباط الحمض الأميني مع ARNt النوعي له برابطة غنية بالطاقة الناتجة عن إماهة ATP وذلك بتدخل أنزيم نوعي حيث الطاقة المتحررة من انفصال ARNt عن الحمض الأميني تسمح بتشكيل رابطة ببتيدية بين حمضين أمنيين في الموقع PوA

الوحدة التعلمية (3):النشاط الأنزيمي للبروتينات الفئة المستهدفة . 3 ع ت
الحصة التعليمية: مفهوم الإنزيم و أهميته الأستاذ: بوعزة صديق
الكفاءة القاعدية (1) : ـ يقدم ـ بناء على أسس علمية ـ إرشادات لمشكل اختلال وظيفي عضوي , بتجنيد المعارف المتعلقة بالاتصال على مستوى الجزيئات الحاملة للمعلومة .
الهدف التعلمي : يظهر التخصص الوظيفي للبروتينات في التحفيز الأنزيمي
المعارف المبنية- الأنزيمات وسائط حيوية،تتميز بتأثيرها النوعي اتجاه مادة التفاعل ( ركيزة ) معينة في شروط درجة حرارة ملائمة للحياة.
الكفاءات الجزئية* يحلل وثائق توضح عواقب غياب أنزيم على النشاطات الأيضية في الخلية (التركيب الحيوي،..)
الأهداف المنهجية :
ـ إيجاد علاقة ين المعطيات
ـ إثبات الفرضيات
ـ التعبير العلمي و اللغوي الدقيق
الوسائــل : ـ وثائق الكتاب المدرسي ـ جهاز العرض الرقمي .
سيـر الـدرس

العناصر المدة الملاحظة
وضعية الانطلاق
تعمل أعضاء الجسم باستعمال المغذيات الناتجة عن هضم المواد الغذائية,تتم عملية الهضم بوجود العصارات الهاضمة التي تحتوى على جزيئات بروتينية تختلف أدوارها باختلاف المواد التي تؤثر فيها تدعى الإنزيمات الهاضمة.
إشكالية : ما هو مفهوم الإنزيم؟ ما هو تأثيره على النشاطات الأيضية؟
التقصي 1 : مستغلا الوثيقة ص 58.
1. استنتج نواتج تحلل النشاء مبررا دور الإنزيمات في ذلك.
2. قدم تعريفا للإنزيم.
الإجابة:
1. تتمثل نواتج تحلل النشاء في:
النشاء-(الاميلاز)--> الدكسترينات-(الاميلاز)--> المالتوز(سكر الشعير) –----(المالتاز)---> سكريات بسيطة(سكر العنب=غلوكوز)
تبسيط النشاء يتم بواسطة إنزيمات الأميلاز.
تقوم الإنزيمات الهاضمة بتسريع التفاعلات الكيميائية لتبسيط الغذاء,يتميز عمل الإنزيمات بالخصوصية,فإنزيم الأميلاز يؤثر على النشويات فقط,البروتيباز يؤثر على البروتينات فقط, و يؤثر الليباز على الدسم فقط,عمل الإنزيمات نوعي.
2. تعريف الإنزيم:
الإنزيمات هي بروتينات(وسائل حيوية) تعمل على تسريع التفاعلات الكيميائية في شروط محددة, تتميز بتأثيرها النوعي اتجاه مادة التفاعل(ركيزة) معينة.
2.1. عواقب غياب أو نقص إنزيم على النشاطات الأيضية:
إشكالية: ما هي عواقب غياب أو نقص إنزيم على النشاطات الأيضية؟
التقصي: نستعرض الحالتين المرضيتين ص 59,58 .
الحالة الأولى: مرض عدم اللاكتوز(intolérance au lactose)
الحالة الثانية: أمراض تخزين الغليكوجين(glycogénose)منها مرض الذي يظهر عند بعض الأطفال عند الولادة(glycogénose type1 )
1_ اقترح فرضية لتفسير سبب المرض في الحالة الأولى.
2_ هل يوجد علاج لهذه الحالة؟
3_ هل يؤدي المرض في الحالة الثانية إلى ارتفاع أو انخفاض نسبة الغلوكوز في الدم؟ علل إجابتك؟
الإجابة:
1_ الفرضية المقترحة: *غياب أو نقص في نشاط إنزيم اللاكتاز محلل لسكر اللاكتوز(سكر الفواكه).
2_اقتراح علاج للحالة 1 :
* تفادي تناول الحليب و مشتقاته هذا علاج مؤقت لان لا يمكن للشخص أن لا يتناول الحليب و مشتقاته كليا.
* تناول غذاء عبارة عن إنزيم اللاكتاز عند تناول غذاء فيه حليب أو مشتقاته.
* هذا المرض ليس بوراثي,لأنه لم يصب به الشخص بعد الولادة.
* فقد تكون هناك إصابة بالتهابات في الأمعاء أو أمراض تصيب الجهاز الهضمي تؤدي إلى ضعف قدرة الخلايا المفروزة لهذا الإنزيم و منه يمكن علاجها بالأدوية المناسبة.
3_ يؤدي المرض في الحالة الثانية إلى نقص و انخفاض نسبة السكر(الغلوكوز) في الدم خاصة في الفترات التي لا يتم فيها تناول غذاء غني بالسكر.
التعليل: غياب نشاط الإنزيم غلوكوز 6 فوسفات الذي يساهم في تحليل و تبسيط الغليكوجين إلى غلوكوز.
Glucose-6-phosphate ---(glucose-6-phosphatase)---> glucose
العلاج: لا يوجد علاج كون المرض وراثي.













مذكرة بيداغوجية تربوية
المجال التعلمي (1): التخصص الوظيفي للبروتينات ثانوية أبي ذرالغفاري فنوغيل
الوحدة التعلمية (3):النشاط الأنزيمي للبروتينات الفئة المستهدفة . 3 ع ت
الحصة التعليمية: النشاط الإنزيمي و علاقته ببنية الإنزيم الأستاذ: بوعزة صديق
الكفاءة القاعدية (1) : ـ يقدم ـ بناء على أسس علمية ـ إرشادات لمشكل اختلال وظيفي عضوي , بتجنيد المعارف المتعلقة بالاتصال على مستوى الجزيئات الحاملة للمعلومة .
الهدف التعلمي : يظهر التخصص الوظيفي للبروتينات في التحفيز الأنزيمي
المعارف المبنية: يرتكز التخصص الوظيفي المزدوج (تخصص بالنسبة للتفاعل و تخصص بالنسبة لمادة التفاعل) للأنزيمات على تشكل معقد أنزيم ـ مادة التفاعل ،ينشأ أثناء حدوثه رابطة انتقالية بين جزء من مادة التفاعل ومنطقة خاصة من الأنزيم تدعى الموقع الفعال.
يحدث التكامل بين الموقع الفعال للأنزيم ومادة التفاعل عند اقتراب هذه الأخيرة التي تحفز الأنزيم لتغيير شكله الفراغي فيصبح مكملا لشكل مادة التفاعل:إنه التكامل المحفز.
إن تغير شكل الأنزيم يسمح بحدوث التفاعل لأن المجموعات الكيميائية الضرورية لحدوثه تصبح في الموقع المناسب للتأثير على مادة التفاعل.
الكفاءات الجزئية يستنتج التخصص الوظيفي المزدوج للوسائط الحيوية انطلاقا من تحليل منحنيات استهلاك الأوكسجين المحصل عليه بالتجريب المدعم بالحاسوب ( ExAO ) في حالة أكسدة الغلوكوز المحفز بأنزيم غلوكوز أوكسيداز في حالتي:
° تغيرات السرعة الابتدائية للتفاعل الأنزيمي بدلالة تركيز مادة التفاعل.
° تغيرات الحركية الأنزيمية بدلالة طبيعة مادة التفاعل.
° تغيرات الحركية الأنزيمية بدلالة نوع التفاعل
* يستنتج التكامل البنيوي بين شكل الموقع الفعال للأنزيم وجزء من مادة التفاعل، انطلاقا من نماذج جزيئية ( استخدام مبرمجات خاصة)
الأهداف المنهجية :
ـ إيجاد علاقة ين المعطيات
ـ إثبات الفرضيات
ـ التعبير العلمي و اللغوي الدقيق
الوسائــل : ـ وثائق الكتاب المدرسي ـ جهاز العرض الرقمي .


سيـر الـدرس
العناصر المدة الملاحظة
1-وضعية الانطلاق:
الإنزيمات هي بروتينات ذات بنية و وظيفة محدودة,تعمل على تنشيط التفاعلات الكيميائية.
إشكالية:
ماهي خصائص الإنزيم التي تمكنه من القيام بدوره؟كيف يمكن قياس نشاطه؟
2-1/ تغيرات السرعة الابتدائية للتفاعل الإنزيمي بدلالة تركيز مادة التفاعل.
التقصي: مستغلا التجربة 3 ص 65 (الجدول + الوثيقة 5).
1_ ارسم منحنى تغيرات سرعة التفاعل بدلالة تركيز مادة التفاعل ؟
2_ حلل المنحنى؟ ماذا تستنتج؟
3_ اقترح فرضية أو فرضيات لتعليل تغيرات سرعة التفاعل الإنزيمي في التراكيز المرتفعة لمادة التفاعل.
الإجابة:
1_ رسم منحنى تغيرات سرعة التفاعل بدلالة تركيز مادة التفاعل.
2_ تحليل المنحنى:
من 1 الى 300: نلاحظ تزايد سرعة التفاعل الإنزيمي بتزايد تركيز المادة(S).
انطلاقا من 300: نلاحظ ثبات سرعة التفاعل الإنزيمي مهما زاد تركيز المادة(S).
الاستنتاج: تثبت سرعة التفاعل الإنزيمي عند التراكيز العالية لمادة التفاعل.
3_ الفرضية المقترحة:
ثبات السرعة الابتدائية للتفاعل الإنزيمي عندما يبلغ تركيز مادة التفاعل(S) حد معين, يعود إلى كون الإنزيم قد بلغ طاقته القصوى(تشبع الإنزيم لمادة التفاعل).
2-2/ تغيرات الحركية الإنزيمية بدلالة طبيعة المادة(مادة التفاعل).
التقصي: مستغلا التجربة 4 ص 65 ( الوثيقة 6).
1_فسر عدم استهلاك الأكسجين في حالة الفراكتوز؟
2_ ماذا تستنتج فيما يخص علاقة الإنزيم لمادة التفاعل.
الإجابة: 1_ يلاحظ ثبات تركيز O2في وجود الفراكتوز ,هذا يدل على عدم استعماله من طرف الإنزيم و يلاحظ انخفاض شديد في تركيز O2 في وجود الجلوكوز, و هذا يدل على استعماله بكمية كبيرة من طرف الإنزيم.
الاستنتاج:
الإنزيم مادة متخصصة على نوع محدد من مواد التفاعل.
2-3/ النماذج الجزئية للأنزيم و مادة التفاعل.
التقصي: مستغلا التجربة 7 ص65.
1_ ماذا تستنتج فيما يخص العلاقة بين البنية الفراغية للإنزيم و مادة التفاعل؟
2_ ما هي العلاقة بين أشكال الوثيقة 7 وثبات سرعة التفاعل عند التراكيز العالية لمادة التفاعل في التجربة 3.
3_ هل تأكدت من إحدى الفرضيات المقترحة.
4_ اقترح تسمية لموقع ارتباط مادة التفاعل مع الإنزيم.
الإجابة:
1_ نلاحظ انه هناك تكامل في البنية الفراغية لجزء صغير من الإنزيم (تجويف صغير) و مادة التفاعل.
2_ ثبات سرعة التفاعل عند التراكيز العالية لمادة التفاعل يعود إلى كون مواقع التثبيت عند الإنزيم محدودة(عدد ثابت) حيث تبلغ سرعة التفاعل الإنزيمي أقصى حد لها(سرعة عالية).
3_ هذا ما يتوافق مع الفرضية وجود مواقع مع الإنزيم ترتبط بها مادة التفاعل.
4_ يدعى ارتباط مادة التفاعل مع الإنزيم: الموقع الفعال.
2-4/ العلاقة بين الإنزيم و مادة التفاعل
التقصي: مستغلا التجربة 8 ص66.
1_ قارن شكل الإنزيم و مادة التفاعل في الشكلين (أ) و(ب) قبل و بعد الارتباط, ماذا تستنتج؟
2_ حدد نوع التفاعل الذي يقوم به الإنزيم في الحالات (ج),(و),(د).ما هو نوع التفاعل الذي ينتمي إليه إنزيم GO و Catalase؟ علل ذلك.
الإجابة:
1_ المقارنة:
في الحالة (أ): يوجد تكامل بنيوي بين شكل الموقع الفعال للإنزيم و شكل مادة التفاعل
E + P ES E + S
في الحالة (ب):لا يوجد تكامل بنيوي بين شكل الموقع الفعال للأنزيم و شكل مادة التفاعل,و لهذا يضطر الأنزيم إلى تغيير شكل موقعه الفعال ليصبح مكملا لشكل المادة.
النتيجة:
التكامل البنيوي ضروري بين الموقع الفعال للإنزيم و مادة التفاعل.
2_ نوع التفاعل الذي يقوم به الإنزيم:
في الشكل (ج) : التحول الكيميائي.
في الشكل (د) : التحلل.
في الشكل (و) : البناء.
* التفاعل الذي ينتمي إليه الإنزيم [GO] هو تفاعل التحول الكيميائي (الشكل ج).
التعليل: انطلاقا من مادة التفاعل (Glucose + O2) ينتج عنها مواد جديدة:
حمض غلوكونيك + .H2O2
* التفاعل الذي ينتمي إليه إنزيم Catalase هو تفاعل التحلل(الشكل د).
التعليل: انطلاقا من مادة التفاعل( H2O2) ينتج عنها مواد مكونة لها ( .(O2-H2O
الخلاصة:
- يرتكز التأثير النوعي للإنزيم و مادة التفاعل على شكل معقد (أنزيم- مادة التفاعل) (ES) ينشأ أثناء حدوثه روابط (ضعيفة) انتقالية بين جزء من مادة التفاعل و منطقة خاصة من الأنزيم تدعى: الموقع الفعال.
- يحدث التكامل البنيوي بين الموقع الفعال للإنزيم و مادة التفاعل عند اقتراب هذه الأخيرة والتي تحفز الإنزيم لتغيير شكله الفراغي (بنيته) فيصبح مكملا لشكل مادة التفاعل:انه التكامل المحفز.
- إن تغير شكل الإنزيم يسمح بحدوث التفاعل لان المجموعات الكيميائية الضرورية لحدوثه تصبح في الموقع المناسب للتأثير على مادة التفاعل.


مذكرة بيداغوجية تربوية
المجال التعلمي (1): التخصص الوظيفي للبروتينات ثانوية أبي ذرالغفاري فنوغيل
الوحدة التعلمية (3):النشاط الأنزيمي للبروتينات الفئة المستهدفة . 3 ع ت
الحصة التعليمية:دراسة تأثير درجة تغيرات PH الوسط على نشاط الأنزيم الأستاذ: بوعزة صديق
الكفاءة القاعدية (1) : ـ يقدم ـ بناء على أسس علمية ـ إرشادات لمشكل اختلال وظيفي عضوي , بتجنيد المعارف المتعلقة بالاتصال على مستوى الجزيئات الحاملة للمعلومة .
الهدف التعلمي : يظهر التخصص الوظيفي للبروتينات في التحفيز الأنزيمي
المعارف المبنية- تؤثر درجة حموضة الوسط على الحالة الكهربائية للوظائف الجانبية الحرة للأحماض الأمينية في السلاسل البيبتيدية وبالخصوص تلك الموجودة على مستوى الموقع الفعال بحيث:
° في الوسط الحمضي تصبح الشحنة الكهربائية الإجمالية موجبة.
° في الوسط القاعدي تصبح الشحنة الكهربائية الإجمالية سالبة.
- يفقد الموقع الفعال شكله المميز،بتغير حالته الأيونية وهذا يعيق تثبيت مادة التفاعل وبالتالي يمنع حدوث التفاعل.
- لكل أنزيم درجة حموضة مثلى، يكون نشاطه عندها أعظميا.
الكفاءات الجزئية
ـ * يستنتج تأثير درجة الحموضة على نشاط الأنزيمات انطلاقا من تحليل منحنيات تغيرات الحركية الأنزيمية بدلالة درجة الحموضة pH .(حالة أكسدة الغلوكوز بواسطة أنزيم غلوكوزأوكسيداز) المحصل عليها بطريقة التجريب المدعم بالحاسوب
الأهداف المنهجية :
ـ إيجاد علاقة ين المعطيات
ـ إثبات الفرضيات
ـ التعبير العلمي و اللغوي الدقيق
الوسائــل : ـ وثائق الكتاب المدرسي ـ جهاز العرض الرقمي .
سيـر الـدرس
العناصر المدة الملاحظة
1 ـ وضعية الانطلاق :
* نشاط الإنزيم يتأثر بشروط الوسط الذي يعمل فيه, من بينها درجة حموضة الوسط.
2-إشكالية: كيف تؤثر تغيرات درجة الحموضة PH على نشاط الإنزيمات؟
3- الفرضيات المتوقعة :
درجة الحموضة تزيد من سرعة التفاعل
درجة الحموضة تنقص من سرعة التفاعل
درجة الحموضة لا تؤثر سرعة التفاعل
4 ـ التقصــــي: مستغلا الوثيقة 1 ص 67
1_ حلل المنحنيات, ثم استنتج تأثير PH على نشاط الإنزيم.
2_ ارسم منحنى تغيرات سرعة التفاعل بدلالة درجة PH ؟ ماذا تستنتج فيما يخص العلاقة بينهما؟
3_ اقترح تفسيرا لآلية تأثير PH على نشاط الإنزيم.
الإجابة:
1_ تحليل المنحنيات: تمثل المنحنيات تغيرات تركيز أل O2 (ملغ/ل) بدلالة تغيرات درجة أل PH.
عند 4= PH و 10= PHنلاحظ ثبات تركيز O2 عند القيمة 8 (ملغ/ل) بعد إضافة الإنزيم,يدل على عدم استعماله من طرف الإنزيم.
عند 6 PH=و 8= PHنلاحظ تناقص معتبر و متباطئ و نسبي في تركيز O2 يصل إلى القيمة 3 (ملغ/ل) بعد إضافة الإنزيم,يدل على استعماله من طرف الإنزيم بكمية محدودة.
عند 7= PH نلاحظ تناقص سريع و شديد و معتبر في تركيز O2 يصل إلى القيمة 0.5 (ملغ/ل) ثم ثباته بعد إضافة الإنزيم,يدل على استعماله من طرف الإنزيم بكمية كبيرة.
الاستنتاج:
نشاط الإنزيم يتأثر ب PH الوسط فيكون نشاطه أعلى في درجة PH محددة تقدر 7.
2_ رسم منحنى تغيرات سرعة التفاعل بدلالة درجة PH :
* استنتاج العلاقة بين سرعة التفاعل و درجة أل PH:
- يكون نشاط الإنزيم أعظميا(يبلغ حده الأقصى) عند درجة PH المثلى.
3_آلية تأثير أل PH على نشاط الإنزيم:
تؤثر درجة حموضة الوسط على الحالة الكهربائية للوظائف الجاذبية الحرة للأحماض الأمينية( NH2 و (COOH في السلاسل البيبتيدية و خاصة تلك الموجودة على مستوى الموقع الفعال بحيث:
- في الوسط الحامضي 7> PH: تصبح الشحنة الكهربائية الإجمالية موجبة.
- في الوسط القاعدي 7< PH: تصبح الشحنة الكهربائية الإجمالية سالبة.
يفقد الموقع الفعال شكله المميز بتغير حالته الأيونية, هذا ما يعيق تثبت مادة التفاعل, و بالتالي يمنع حدوث تفاعل.
النتيجة:
لكل إنزيم درجة حموضة PH مثلى,يكون نشاطه عندها أعظميا والتي تختلف من إنزيم إلى آخر.



مذكرة بيداغوجية تربوية
المجال التعلمي (1): التخصص الوظيفي للبروتينات ثانوية أبي ذرالغفاري فنوغيل
الوحدة التعلمية (3):النشاط الأنزيمي للبروتينات الفئة المستهدفة . 3 ع ت
الحصة التعليمية:دراسة تأثير تغيرات حرارة الوسط على نشاط الأنزيم الأستاذ: بوعزة صديق
الكفاءة القاعدية (1) : ـ يقدم ـ بناء على أسس علمية ـ إرشادات لمشكل اختلال وظيفي عضوي , بتجنيد المعارف المتعلقة بالاتصال على مستوى الجزيئات الحاملة للمعلومة .
الهدف التعلمي : يظهر التخصص الوظيفي للبروتينات في التحفيز الأنزيمي
المعارف المبنية: ـ يتم النشاط الأنزيمي ضمن مجال محدد من درجة الحرارة بحيث :
° تقل حركة الجزيئات بشكل كبير في درجات الحرارة المنخفضة ، ويصبح الأنزيم غير نشط .
° تتخرب البروتينات في درجات الحرارة المرتفعة( أكبر من 40 °م ) ، و تفقد نهائيا بنيتها الفراغية المميزة وبالتالي تفقد وظيفة التحفيز.
- يبلغ التفاعل الأنزيمي سرعة أعظمية
عند درجة حرارة مثلى، هي درجة حرارة الوسط الخلوي (37°م عند الإنسان ).
الكفاءات الجزئية* يستنتج تأثير درجة الحرارة على نشاط الأنزيمات انطلاقا من تحليل منحنيات تغيرات الحركية الأنزيمية بدلالة درجة الحرارة. (حالة أكسدة الغلوكوز بواسطة أنزيم غلوكوز أوكسيداز) المحصل عليها بطريقة التجريب المدعم بالحاسوب .
* يُنمذج عن طريق رسم إجمالي تأثير درجة الحموضة و تأثير درجة الحرارة على المحفزات الحيوية الأنزيمية والعواقب المترتبة على ذلك، بالاعتماد على المعارف المبنية المتعلقة بالتخصص الوظيفي للبروتينات.
الأهداف المنهجية :
ـ إيجاد علاقة ين المعطيات
ـ إثبات الفرضيات
ـ التعبير العلمي و اللغوي الدقيق
الوسائــل : ـ وثائق الكتاب المدرسي ـ جهاز العرض الرقمي .
سيـر الـدرس
العناصر المدة الملاحظة
1 ـ وضعية الانطلاق : نشاط الإنزيم يتأثر بشروط الوسط الذي يعمل فيه, من بينها درجة حرارة الوسط
دراسة تأثير تغيرات درجة الحرارة الوسط على نشاط الإنزيم.

إشكالية: كيف تؤثر تغيرات درجة الحرارة الوسط على نشاط الإنزيم؟
التقصي: مستغلا الوثيقة 1 ص 68
1_ حلل المنحنيات, ثم استنتج تأثير درجة الحرارة على نشاط الإنزيم.
2_ ارسم منحنى تغيرات سرعة التفاعل بدلالة درجة الحرارة ؟ ماذا تستنتج فيما يخص العلاقة بينهما؟
3_ اقترح تفسيرا لآلية تأثير درجة الحرارة على نشاط الإنزيم.
الإجابة:
1_ تحليل المنحنيات:
تمثل المنحنيات تغيرات تركيز أل O2 (ملغ/ل) بدلالة تغيرات درجة الحرارة:
* عند الدرجة 60° و 70°: نلاحظ ثبات تركيز O2 عند القيمة 8 و 7 (ملغ/ل) بعد إضافة الإنزيم, يدل على عدم استعماله من طرف الإنزيم.
* عند الدرجة10° : نلاحظ تناقص طفيف و متباطئ و نسبي في تركيز O2 يصل إلى القيمة 5 (ملغ/ل) بعد إضافة الإنزيم, يدل على استعماله من طرف الإنزيم بكمية محدودة.
* عند الدرجة 35°: نلاحظ تناقص سريع و شديد و معتبر في تركيز O2 يصل إلى القيمة 0.5 (ملغ/ل) ثم ثباته بعد إضافة الإنزيم, يدل على استعماله من طرف الإنزيم بكمية كبيرة.
الاستنتاج:
نشاط الإنزيم يتأثر بدرجة حرارة الوسط,فيكون نشاطه أعلى عند درجة حرارة متوسطة تقدر ب :37°.
2_ رسم منحنى تغيرات سرعة التفاعل بدلالة درجة الحرارة: (....)
* استنتاج العلاقة بين سرعة التفاعل و درجة الحرارة:
- يكون نشاط الإنزيم أعظميا(يبلغ حده الأقصى) عند درجة الحرارة مثلى.
3_آلية تأثير درجة الحرارة على نشاط الإنزيم:
يتم النشاط الإنزيمي ضمن مجال محدد من درجة الحرارة بحيث:
- نقل حركة الجزيئات بشكل كبير في درجات الحرارة المنخفضة, و يصبح الإنزيم غير نشط.
- تنخرب البروتينات ( الإنزيمات) في درجات الحرارة المرتفعة (اكبر من 40° درجة), و تفقد نهائيا بنيتها الفراغية المميزة, و بالتالي تفقد وظيفة التحفيز(القيام بدورها و عملها).
النتيجة يبلغ التفاعل الإنزيمي سرعة أعظمية من درجة حرارة مثلى هي درجة حرارة الوسط الخلوي(37° عند الإنسان) .
* نمذجة تأثير درجة الحرارة ودرجة الحموضة على النشاط الانزيمي:
دراسة الوثيقة 2 ص 68 :
إن تغير البنية الفراغية قد يكون بعدة أشكال و صور حسب نوع التأثير (درجة الحرارة و درجة الحموضة PH) و حسب نوع الروابط التي تم تكسيرها,مما تغير من البنية الفراغية للإنزيم,و بالتالي شكل الموقع الفعال.فمهما كان نمط التغير سوف يؤدي في النهاية إلى نفس النتيجة و هي فقدان الإنزيم لنشاطه (وظيفته).
تطبيق:
1-حدد أوجه التشابه والاختلاف في تأثير كل من الحرارة و PH على نشاط الإنزيم
2-انطلاقا من المعارف المبنية و معارفك الخاصة اكتب نصا علميا تلخص فيه أهمية التعرف على خصائص الإنزيمات و شروط عملها,مبرزا العلاقة بينها و بين ضمان شروط صحية لحياة أطول.