5.1 Catalysis and activation energy
Unit ini menerangkan sifat enzim (properties of enzyme) dan cara enzim bertindak dengan merendahkan tenaga pengaktifan (activation energy).
SP 5.1.1Explain the properties of enzyme;
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)
Calon perlu menerangkan sifat-sifat enzim (protein globul, pemangkin, spesifik, kuantiti kecil, berbalik, dipengaruhi suhu/pH, kofaktor, boleh direncat) beserta sebabnya. Catatan: pengetahuan sedia ada SPM.
- IsiEnzim sebagai pemangkin proteinHuraian
Enzim ialah protein globul dengan tapak aktif 3D; mempercepat tindak balas tanpa berubah, maka diperlukan dalam kuantiti kecil (nombor pusing ganti tinggi); kebanyakan tindak balasnya berbalik.
ContohSatu molekul katalase menguraikan jutaan H₂O₂ sesaat.
- IsiKespesifikan, kepekaan dan kofaktorHuraian
Tapak aktif hanya padan dengan substrat tertentu; bentuknya berubah pada suhu tinggi atau pH melampau (nyahasli). Sesetengah enzim memerlukan kofaktor: ion logam, koenzim atau kumpulan prostetik.
ContohAmilase hanya menghidrolisis kanji, bukan protein; NAD⁺ ialah koenzim bagi dehidrogenase.
Peta buihSifat enzim
Tahukah andaTahukah anda
Satu molekul katalase boleh menguraikan jutaan molekul hidrogen peroksida (H₂O₂) setiap saat; inilah contoh nombor pusing ganti yang tinggi.
SP 5.1.2Explain the mode of action of enzymes.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)
Calon perlu menerangkan mod tindakan enzim: pembentukan kompleks enzim-substrat dan cara enzim merendahkan tenaga pengaktifan.
- IsiKompleks enzim-substratHuraian
Substrat berlanggar dan terikat pada tapak aktif membentuk kompleks ES, ditukar kepada kompleks EP, kemudian hasil dibebaskan dan enzim digunakan semula: E + S ⇌ ES → EP → E + P.
ContohSukrase mengikat sukrosa, menghidrolisisnya, membebaskan glukosa dan fruktosa, lalu mengikat sukrosa lain.
- IsiTenaga pengaktifanHuraian
Tenaga pengaktifan (Ea) ialah tenaga minimum untuk memulakan tindak balas. Enzim menegangkan ikatan atau mendekatkan substrat dalam orientasi sesuai, maka Ea direndahkan; tenaga substrat, hasil dan perubahan tenaga keseluruhan tidak berubah.
ContohHidrolisis kanji memerlukan pemanasan dengan asid di makmal, tetapi berlaku pada 37 °C dalam mulut dengan amilase.
Peta alirMod tindakan enzim (mode of action)
- Substrat berlanggar dan terikat pada tapak aktif enzim
- Kompleks enzim-substrat (ES) terbentuk
- Enzim menegangkan ikatan atau mendekatkan substrat dalam orientasi sesuai, maka tenaga pengaktifan direndahkan
- Kompleks enzim-hasil (EP) terbentuk
- Hasil dibebaskan; enzim tidak berubah dan boleh digunakan semula
- Ringkasan: E + S ⇌ ES → EP → E + P
NotaTenaga pengaktifan (activation energy)
Tenaga pengaktifan (Ea) ialah tenaga minimum yang diperlukan untuk memulakan tindak balas kimia. Dalam graf tenaga melawan kemajuan tindak balas, enzim merendahkan puncak tenaga (Ea) tetapi tidak mengubah tenaga substrat, tenaga hasil atau perubahan tenaga keseluruhan (ΔG/ΔH). Maka tindak balas dapat berlaku dengan cepat pada suhu badan.
Ingat: mnemonik & kad imbas
Mnemonik
- PSKB
- Sifat enzim: Protein, Spesifik, Kuantiti kecil diperlukan, Berbalik tindak balasnya
Kad imbas
- Tenaga pengaktifan
- Tenaga minimum untuk memulakan tindak balas
- Kesan enzim pada Ea
- Merendahkan Ea
- Koenzim
- Kofaktor organik bukan protein, cth NAD⁺
- Nyahasli
- Perubahan bentuk tapak aktif yang kekal akibat haba/pH
- Kompleks ES
- Enzim terikat dengan substrat di tapak aktif
Semak kefahaman
Nyatakan dua sifat enzim (enzyme). (SP 5.1.1)
Lihat jawapan
Enzim ialah protein globul yang bertindak sebagai pemangkin biologi, bersifat spesifik terhadap substrat, diperlukan dalam kuantiti kecil dan dinyahasli oleh suhu tinggi atau pH melampau.
Nyatakan maksud tenaga pengaktifan (activation energy). (SP 5.1.2)
Lihat jawapan
Tenaga pengaktifan ialah tenaga minimum yang diperlukan untuk memulakan suatu tindak balas kimia.
10 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyenaraikan sifat enzim (protein globul, pemangkin, spesifik, tidak berubah) dan memadankan istilah dengan takrifan pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang pemangkinan dan tenaga pengaktifan.
SP disasar: 5.1.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid melukis graf tenaga pengaktifan dengan dan tanpa enzim, serta menerangkan bagaimana enzim merendahkan tenaga pengaktifan.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang pemangkinan dan tenaga pengaktifan; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 5.1.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menjalankan eksperimen pemecahan hidrogen peroksida oleh hati atau kentang dan membandingkan kadar dengan dan tanpa mangkin.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang pemangkinan dan tenaga pengaktifan; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 5.1.1, 5.1.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis dua graf laluan tindak balas dan menjustifikasi yang mana menunjukkan tindak balas bermangkin enzim berdasarkan tenaga pengaktifan.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis pemangkinan dan tenaga pengaktifan; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 5.1.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 66 unit Biologi STPM untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.