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Vidéo de question : Expliquer l’effet d’une température basse sur la vitesse des réactions enzymatiques Biologie

Pourquoi la plupart des réactions enzymatiques sont-elles lentes à basse température?

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Transcription de vidéo

Pourquoi la plupart des réactions enzymatiques sont-elles lentes à basse température? Une température plus basse signifie que les molécules ont moins d’énergie élastique, donc elles ne se lient pas aussi souvent. Une température plus basse signifie que les molécules ont plus d’énergie cinétique, donc elles entrent en collision fréquemment. C’est faux; la plupart des réactions enzymatique sont rapides à basse température. Ou une température plus basse signifie que les molécules ont moins d’énergie cinétique, donc elles ne se heurtent pas aussi souvent.

Ce que la question nous demande, c’est pourquoi les réactions impliquant des enzymes sont particulièrement lentes à basse température. Les enzymes sont des catalyseurs biologiques, elles accélèrent la vitesse de réactions sans être elles-mêmes consommées.

Commençons par examiner comment les enzymes peuvent catalyser ou accélérer la vitesse de réactions chimiques. Dans les réactions enzymatiques, un ou plusieurs substrats sont transformés en un ou plusieurs produits. La structure bleue représente une enzyme. Le substrat, la structure rose au-dessus, va entrer en collision avec elle et se lier sur une région à sa surface appelée le site actif de l’enzyme. Le site actif d’une enzyme a une forme complémentaire à un substrat spécifique. Donc seule cette molécule peut s’y lier. Lorsqu’un substrat se lie au site actif d’une enzyme, il forme un complexe enzyme-substrat. Les produits seront ensuite libérés du site actif de l’enzyme. Et l’enzyme est prête à catalyser une autre réaction.

À basse température, l’enzyme et le substrat se déplacent, mais elles ne se déplacent pas très rapidement, ce qui est indiqué par les petites flèches pour chaque molécule. En effet, à basse température, les molécules ont une faible énergie cinétique. Les faibles vitesses des molécules signifient que le taux de collision des substrats avec les sites actifs de l’enzyme est également très faible. Vous pouvez voir dans cet exemple qu’un seul des substrats est entré en collision avec le site actif d’une enzyme pour former un complexe substrat-enzyme. Cela signifie qu’au cours de cette période d’une seconde, un seul ensemble de produits a été formé.

À mesure que la température augmente, les molécules de substrat et l’enzyme ont plus d’énergie cinétique. Ells se déplacent donc beaucoup plus rapidement, ce qui est indiqué par les flèches plus longues pour chaque molécule. Cela signifie que le substrat entre en collision avec le site actif de l’enzyme plus fréquemment. Cela se traduit par la formation de davantage de complexes enzyme-substrat et la libération de davantage de produits sur cette période d’une seconde par rapport aux températures plus basses.

À mesure que plus de produits se forment, la vitesse de la réaction enzymatique augmente. Voyons à quoi cela ressemblerait sur un graphique. Vous pouvez voir sur le graphique que lorsque la température est basse, la vitesse de réaction est également faible. Lorsque la température augmente jusqu’à environ 40 degrés Celsius, la vitesse de réaction augmente également. En effet, les molécules d’enzyme et de substrat ont plus d’énergie cinétique.

Examinons nos possibilités et éliminons celles qui sont incorrectes. La forme d’énergie qui contrôle la vitesse des molécules de substrat et de l’enzyme et donc la vitesse de la réaction enzymatique est l’énergie cinétique. Par conséquent, l’option faisant référence à l’énergie élastique est incorrecte. Comme nous l’avons indiqué sur le graphique ici, à des températures plus élevées, les molécules d’enzyme et de substrat ont plus d’énergie cinétique. Par conséquent, l’option indiquant que des températures plus basses génèrent plus d’énergie cinétique est fausse.

Nous pouvons voir sur le graphique que lorsque la température est basse, le taux de réactions enzymatiques est également faible. Cela signifie que l’option indiquant que les réactions sont rapides à basse température est également incorrecte car nous savons qu’à basses températures, les réactions ont lieu lentement. Nous pouvons donc en déduire que la raison pour laquelle la plupart des réactions enzymatique sont lentes à basse température est qu’une température inférieure signifie que les molécules ont moins d’énergie cinétique. Donc elles ne se heurtent pas aussi souvent.

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